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Eine Publikation des Reflex Verlages zum ema Industrie 4.0 Die vierte industrielle Revolution Masinen- Kommunikation Werkstüe suen eine Weltrae: Wenn Bauteile und Masinen si unterhalten können, verrit das immense Produktivitätsrünge für Großkonzerne wie für Mielständler. Do no bremsen fehlende Standards den Fortsri aus. Seite 6 Industrie-Soſtware „Made in Germany“ ist ein etes Gütesiegel: Deutsland ist weit mehr it-Nation, als viele meinen. Gerade bei Fabrik-Anwendungen toppt das Land die internationale Konkurrenz. Experten glauben an eine dauerhaſt starke Stellung der Bundesrepublik im Industrie-Segment. Seite 12 Automobil-Produktion Eine Fabrik für alle Fälle: Der Werdegang von der Bestellung über den Fertigungrozess bis zur Auslieferung eines fabrikneuen Autos wird si in Zukunſt völlig verändern. Das Wunsgefährt wird immer individueller und läuſt immer sneller vom Band. Seite 15 märz 2014

Die vierte industrielle Revolution

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Page 1: Die vierte industrielle Revolution

Eine Publikation des Reflex Verlages zum Thema

Industrie 4.0Die vierte industrielle Revolution

Maschinen-Kommunikation

Werkstücke suchen eine Weltsprache: Wenn Bauteile und Maschinen sich unterhalten können, verspricht das immense Produktivitätssprünge für

Großkonzerne wie für Mittelständler. Doch noch bremsen fehlende Standards den Fortschritt aus.

Seite 6

Industrie-Software„Made in Germany“ ist ein echtes Gütesiegel: Deutschland ist weit mehr it-Nation, als viele meinen. Gerade bei Fabrik-Anwendungen toppt das Land die internationale Konkurrenz. Experten glauben an eine dauerhaft starke Stellung der

Bundesrepublik im Industrie-Segment.

Seite 12

Automobil-ProduktionEine Fabrik für alle Fälle: Der

Werdegang von der Bestellung über den Fertigungsprozess bis zur

Auslieferung eines fabrikneuen Autos wird sich in Zukunft völlig verändern. Das Wunschgefährt wird immer individueller

und läuft immer schneller vom Band.

Seite 15

märz 2014

Page 2: Die vierte industrielle Revolution

Die Industrie 4.0 verspricht Firmen satte Produktivitätssprün-ge. Sie verbessert die Wettbewerbsposition der Unternehmen und der deutschen Wirtschaft insgesamt. Doch geht das Thema nur Unternehmer etwas an? Keineswegs, auch die Endverbraucher haben etwas davon. Denn: Mit ihrem Wunsch nach individuellen Produkten werden sie bis in die Werkshallen hineinragen. Wenn Maschinen und Bauteile untereinander kommunizieren, können sich ganze Produktionsstraßen eigenständig und dynamisch umbauen. So macht die smarte Fabrik auch kleinste Los-größen bezahlbar – Einzelstücke gehen in Serie. Der Konsument wird mehr und mehr zum Entwickler der Produkte, die er kaufen möchte. Industrie 4.0 ist eine Entwicklung, die viele über die nächsten Jahre hinweg in Atem halten wird.

Michael Gneuss Chefredakteur

3 Leitartikel Industrie 4.0Die vierte industrielle Revolution klingt

nach Science Fiction, doch sie ist bereits in vol­lem Gange. Deutschland ist in der besten Start­position für ein neues Wirtschaftswunder.

5 FachkräfteEgal wie intelligent die Fabrik der Zukunft

wird, der Mensch behält immer noch die Ober­hand. Allerdings braucht er dafür immer mehr überfachliche Kompetenzen.

6 Maschinen-KommunikationWenn Bauteile und Maschinen sich

unterhalten können, verspricht das immense Produktivitätssprünge. Doch fehlende Stan­dards bremsen den Fortschritt aus.

9 IntralogistikUnternehmerträume von der bezahlbaren Losgröße

eins rücken immer näher. Die Digitalisierung macht auch individuelle Kundenwünsche schnell und kostengünstig erfüllbar.

12 Industrie-Software„Made in Germany“ ist bei Fabrik­Anwendun­

gen ein echtes Gütesiegel. Experten glauben an eine dauerhaft starke Stellung der Bundesrepublik im Industrie­Segment.

14 it-SicherheitDie digitale Echtzeitproduktion lockt Datendie­

be. Soll die Industrie 4.0 gelingen, braucht sie eigene Si­cherheitskonzepte. Lösungen aus der Bürokommunikati­on greifen nicht.

15 Automobil-ProduktionDie Autofabrik von Morgen wird sich radikal

verändern. Den Kunden kann das freuen. Sein Gefährt wird immer individueller und läuft immer schneller vom Band.

17 FabrikforschungDie Industrie 4.0 kann schon heute mehr, als

viele meinen. In der Förderreihe „Autonomik“ bereiten Wissenschaft und Unternehmen die vierte industrielle Revolution schon seit Jahren vor.

grusswort

Einzelstücke gehen in Serie

vorbedingungen technologien und lösungen

best practices

Partner und Sponsoren

Das Papier der Publikation, die im aufgeführten Trägermedium erschienen ist, stammt aus verantwortungsvollen Quellen.

Page 3: Die vierte industrielle Revolution

fokusinterview

„Fabriktore stehen für Hacker offen“

Unternehmer wie Software-Entwickler laufen Gefahr, die Risiken zu unterschätzen. Ein Fehler, warnt Uwe Bernd-Striebeck, Partner und IT Security Experte bei der Unterneh-mensberatung KPMG.

Glauben Sie, die digitale Fabrik könnte an der IT-Sicherheit scheitern? Scheitern wird sie nicht, die Vorteile der Vernetzung sind einfach zu groß. Allerdings besteht in punc-to Sicherheit ein unheimlicher Nachholbedarf. Jeder Laptop im kaufmännischen Be-reich ist heute oft besser gegen virtuelle Angreifer geschützt als ein Industrieroboter. Automatische Sicherheits-Updates der Betriebssysteme gibt es in vielen Fällen nicht. Firewalls und Virenscanner dürfen die Unternehmen nicht aktivieren, weil dann in vie-len Fällen die Herstellerhaftung verloren geht. Die Fabriktore stehen für Hacker heute ganz weit offen.

Wie können Unternehmen die Sicherheitslücken schließen? Entweder, indem sie die Mühen nicht scheu-en, auf einen der wenigen Anlagenbauer umzurüsten, der solide Sicherheits-Features anbietet. Oder, indem sie in Kooperation mit ihrem Anlagenbauer über eine ad-äquate Absicherung sprechen.

Woran hakt es mehr: an der Verfügbarkeit der Technik oder am Bewusstsein der Un-ternehmer? Im Grunde mangelt es an beidem. Je mehr wir die Vernetzung vorantreiben, umso dringlicher werden die Sicherheitsaspekte. Nachlässigkeit kann sich schnell rä-chen: Automatisierte Bestellungen von Stücklistenelementen können Profis wesentli-che Geschäftsgeheimnisse verraten.

vorbedingungen 3

III

Als Captain Jean-Luc Picard in den Raumschiff-Enter-prise-Filmen der Acht-zigerjahre zu seinem Tablet-pc griff, war das

noch Vision. Kaum vorstellbar, dass ein Ingenieur so leger den Zustand seiner Maschinen überprüfen könnte. Heute gehört vieles, was Star-Trek-Macher vor-dachten, längst zum Alltag. Fast jeder zweite Deutsche besitzt ein Smartpho-ne, jeder Vierte nutzt einen Tablet-pc.

Aber nicht nur Menschen kommuni-zieren mit neuen Technologien, auch Geräte tauschen sich untereinander aus und bieten damit für die industrielle Produktion faszinierende neue Pers-pektiven. Moderne it macht es mög-lich, dass Maschinen und Bauteile den Produktionsprozess aktiv unterstützen. In sogenannten cyberphysikalen Sys-temen steuern sie ihr Zusammenspiel weitgehend selbst.

Einzelstücke gehen in SerieDer Endverbraucher kann sich freuen. Zum Beispiel, wenn er sein Traumauto vom heimischen pc plant

und in die Produktion schickt – ohne Aufpreis und lange Wartezeit. Auch Unternehmer profitieren, denn Feh-ler am virtuellen Produkt werden ent-deckt, noch bevor das erste Werkstück verarbeitet wurde. Schon die virtuelle Testfahrt zeigt, ob das Fahrzeug den Elchtest bestehen wird. Und weil smarte Fabriken nur noch das herstellen, was wirklich gebraucht wird, profitiert auch die Umwelt.

Klingt fern? Ist es aber nicht. Immer mehr Pilotprojekte stellen unter Beweis, was die Industrie 4.0 schon kann. Jedes dritte deutsche Großunternehmen mit mehr als 20 Produktionsstätten hat nach einer Befragung der Wirtschafts-prüfungs- und Beratungsgesellschaft PricewaterhouseCoopers (PwC) bereits Konzepte der smarten Fabrik etabliert. Kein Wunder, denn nach Schätzungen der Deutschen Akademie der Technik-wissenschaften e. V. (acatech) können Unternehmer ihre Produktivität um 30 Prozent steigern, wenn sie die Po-tenziale der smarten Technologien ausschöpfen.

Ein rfid-Funketikett in der Größe zwischen einem Millimeter und einer Chipkarte reicht aus, um die Bautei-le mit so viel Intelligenz zu versehen, dass sie sich selbst die Maschine aus-suchen, die sie am schnellsten oder am ressourcenschonendsten verarbeitet. Maschinen wiederum melden, wann sie bereit für neue

Werkstücke sind. Auch weiß die intelli-gente Fabrik zu jeder Zeit, wann sie Bau-teile beim Lieferanten nach- oder abbe-stellen muss. Wie ein unsichtbares Netz legt sich die drahtlose Automatisie-rungstechnik über alle Einzelteile. Die Fabrik der Zukunft wird damit immer wandlungs- und widerstandsfähiger.

Turbo für den StandortNoch dazu kommt die Industrie 4.0 gerade recht, um die Attraktivität des Produktionsstandorts Deutschland zu steigern. Das Institut der deutschen Wirtschaft in Köln sieht Deutschland zwar in puncto Standortqualität auf Platz fünf von 45 untersuchten Ländern. In der dynamischen Betrachtung reicht es aber nur für Platz 18, während Spit-zenreiter wie Estland, Lettland, Litauen und Südkorea massiv aufholen. Will sich die deutsche Wirtschaft weiterhin als industrielles Schwergewicht und Fa-brikausrüster der Welt positionieren – mit einem Drittel der Wertschöpfung in der ganzen Europäischen Union – dann liefert ihr Industrie 4.0 den Schlüssel dafür.

Doch was genau ist das Revolutionä-re an der Industrie 4.0? Zuvor gab es bereits drei radikale Umbrüche – an-gefangen mit der Erfindung des ersten mechanischen Webstuhls

Was heute in Deutschlands Fabriken geschieht, klingt nach Science Fiction. Doch dem ist nicht so: Die vierte industrielle Revolution ist bereits in vollem Gange. Maschinen und Bauteile in den Werkshallen werden heute tatsächlich selbst aktiv und bieten dem Menschen den Dialog an. Als Fabrikausrüster der Welt ist Deutschland in der besten Startposition für ein neues Wirtschaftswunder mit dem Treiber Industrie 4.0.

Von Michael Gneuss

leitartikel

Als die Werkstücke laufen lernten

Page 4: Die vierte industrielle Revolution

4 vorbedingungen

1784, der die erste industrielle Revoluti-on auslöste. 1870 folgte das erste Fließ-band in den Schlachthöfen von Cincin-nati, das die geschlachteten Schweine von einem Arbeiter zum nächsten trans-portierte. Eben jene Idee, die Henry Ford später für die einsetzende Massen-produktion in der Automobilindustrie nutzte. Sein erstes permanent laufendes Fließband steigerte die Produktivität so enorm, dass er gleichzeitig die Preise für seine Autos senken und die Löhne der Arbeiter erhöhen konnte – zumin-dest für die, die ihren Job behielten.

1969 schließlich läutete die erste Spei-cher-Programmierbare-Steuerung (sps) die dritte Revolution ein. Die Elektronik trieb die Automatisierung weiter voran. Noch mehr bezahlbare Produkte, noch mehr Wirtschaftswachstum, Wohl-stand, Freizeit und Lebensqualität dank schnellerer und effizienterer Produk-tion war die Devise. Die Abwanderung der Fabriken in Länder mit geringeren Lohnkosten konnte die neue Techno-logie aber nicht stoppen. Deutschland, das Hochlohnland, schien an Wettbe-werbsfähigkeit einzubüßen.

Akteure im EinklangMit der vierten industriellen Revolution soll das anders werden. Bundesregie-rung, Verbände, Unternehmer oder For-schungsinstitute – sie alle wittern in der Industrie 4.0 mit ihren aktiven Werk-stücken und Maschinen die Chance, die Produktion am Hochlohnstandort Deutschland auf Dauer wettbewerbs-fähig zu halten. Zwar braucht auch die smarte Fabrik Menschen, aber es sind nun andere Qualifikationen. In der di-gitalen Fabrik ist weniger Körperkraft und dafür mehr Know-how gefragt. Hochqualifizierte Ingenieure müssen die Bauteile so intelligent ma-chen, dass sie

von alleine anfangen zu arbeiten. Auch ältere Mitarbeiter werden von den neu-en technologischen Möglichkeiten pro-fitieren. Dank schlauer Assistenzroboter können sie länger in der indus-triellen Produk-tion tätig sein, weil Maschi-nen ihnen beschwerliche Arbeit abneh-men. So erhofft sich die Deutsche Aka-demie der Technikwissenschaften e. V. (acatech) aus dem neuen industriellen Wandel ein neues Wirtschaftswunder

„Made in Germany“. Und zwar eines, das sich nicht auf den industriellen Sek-tor beschränkt, denn um die smarten Fabriken und die darin produzierten

intelligen-ten Pro-dukte he-rum sind eine Fülle von neuen Geschäfts-modellen

denkbar, die auch Dienstleistern und Start-ups große Chancen bieten. Kein Wunder, dass es die Industrie 4.0 damit weit nach oben auf die innenpolitische Agenda von Kanzlerin Angela Merkel

gebracht hat. Die Hoffnung, zum Leit-markt und Leitanbieter der Industrie 4.0 zu werden, bestehen zu Recht. Denn schon heute ist Deutschland der inter-national führende Fabrikausrüster und, was viele nicht wissen: Die Bundesrepu-blik zählt auch zur Weltspitze bei der Entwicklung von Industriesoftware. Und doch müssen noch zahlreiche tech-nologische, rechtliche und auch gesell-schaftliche Voraussetzungen geschaffen werden. Wir wollen Sie in der vorliegen-den Publikation mitnehmen auf die vi-sionäre Reise in das neue Zeitalter der industriellen Produktion, zu dessen Chancen, aber auch dessen Herausfor-derungen. Staunen Sie mit. ●

werbebeitrag – interview

„Deutsche Industrie gibt den Ton an“Prof. Siegfried Russwurm ist Mitglied des Vorstands der Siemens AG und CEO von Siemens Industry. Siemens Industry ist ein weltweit führender Anbieter innovativer und umweltfreundlicher Produkte und Lö-sungen für produzierende Unternehmen

Wie haben sich die Anforderungen an die Produktion verändert? Im Grunde sind die Anforderungen an produzieren-de Unternehmen seit Jahrzehnten die gleichen: Produktivität, Geschwindigkeit und Flexibilität müssen ständig erhöht werden. Hinzu kommt die immer stärkere Individualisierung der Produkte. Das alles verlangt nach einer flexiblen Produktion. Industrie 4.0 gibt dafür genau die richti-gen Antworten.

Kann man Industrie 4.0 heute schon kaufen? Das Zeitalter von Industrie 4.0 haben wir noch vor uns. Wir erwarten, dass die Entwicklung dahin in etwa

15 Jahren abgeschlossen sein wird. Aber viele Elemente sind heute schon verfüg-bar. Ich denke da an Kommunikation und Vernetzung, Datendurchgängigkeit von Produktentwicklung und Produktions-ablauf, die Integration von virtueller und realer Welt. All das sind Bausteine von Industrie 4.0.

Wo wird heute schon so gearbeitet? Da gibt es Viele – hier drei sehr unterschied-liche: Mit unserer PLM Software hat die NASA den Mars Rover Curiosity entwi-ckelt; eine Pionierleistung für ein einma-liges Produkt, dessen Funktionieren nur durch vorherige intensive Simulation si-chergestellt werden konnte. Zusammen mit VW haben wir eine 17 Jahre alte Pres-senstraße modernisiert. Wir haben die-se komplett simuliert und so pro Minute zwei Extra-Hübe realisiert – das sind pro Schicht etwa 1.000 Teile mehr, und das bei 40 Prozent Energieeinsparung. In un-

serem Werk in Amberg ist die Integration zwischen virtueller Produktentste-hung und realer Produkti-on schon sehr vorbildlich umgesetzt. So wurde dort bei gleicher Fläche und Mitarbeiterzahl seit 1989 das Produktionsvolumen versiebenfacht und das bei einer Fehlerquote von nur noch zwölf Fehlern pro einer Million Produkte.

Wo sehen Sie Handlungsbedarf? Viele Fragen sind identifiziert, allein es feh-len noch Antworten und mitunter auch Treiber, die danach suchen. Auch daher wird Industrie 4.0 nicht plötzlich „fertig“ sein. Da liegen noch einige Jahre harter Arbeit vor allen Beteiligten. Vor allem an der teilautonomen Optimierung, der physischen und der IT-Sicherheit, seman-

tischen Standards und Kooperationen muss noch gearbeitet werden. Auch Ausbil-dung und „lebenslan-ges Lernen“ sind noch weiter auszubauen.

Wo steht Deutschland in der Welt? Deutsche Unternehmen, große Firmen und der eher mit-telständisch geprägte Maschinenbau, geben

weltweit den Ton an und werden mit ihrer ausgeprägten Exportorientierung hoch-qualitative Produkte verfügbar machen. In der Welt stehen wir damit an der Spitze der technologischen Entwicklung – so-wohl was die Anbieterseite angeht als auch die Anwendung in eigenen Werken.

www.siemens.com

Die Industrie 4.0 hat es weit nach oben auf Angela Merkels Agenda geschafft

Stufen der industriellen Entwicklung

1784

Erster mechanischer Webstuhl

1870

Erstes Fließband, Schlachthöfe von

Cincinnati

1969

Erste Speicher-Program-mierbare-Steuerung (sps)

Modicon 04

1. Industrielle RevolutionDurch Einführung mechanischer Produkti-onsanlagen mithilfe von Wasser und Dampfkraft.

2. Industrielle RevolutionDurch Einführung arbeitsteiliger Massen-produktion mithilfe von elektrischer Energie.

3. Industrielle RevolutionDurch Einsatz von Elek tronik und it zur weiteren Automatisierung der Produktion.

4. Industrielle RevolutionAuf Basis von Cyber-Physical Systems

Ende 18. Jh. Ende 19. Jh. 1970er Jahre heute

Que

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2011

Page 5: Die vierte industrielle Revolution

vorbedingungen 5

werbebeitrag – interview

„E-Learning und Rekrutierung in einem“

Bernd Welz leitet den Be-reich Solution & Knowled-ge Packaging (SaKP) beim Software-Hersteller SAP. Er sieht enormes Potenzi-al in der Fachkräfte-Platt-form Academy Cube als Lösung gegen den sich zuspitzenden Kampf um Talente.

Wie gut ist die Industrie 4.0 auf den drohenden Fach-kräftemangel vorbereitet? Berufsprofile wie das eines Ingenieurs unterliegen zurzeit einem radikalen Wandel. Produzierende Industrie, Elektrotechnik und Informatik rücken immer näher zusammen und werden durch Infor-mations- und Kommunikationstechnologien vernetzt. Gemeinsame Initiativen von Industrie, Verbänden und Re-gierungen, wie die Fachkräfte-Plattform Academy Cube adressieren diese Herausforderung und bieten einen spannenden Lösungsansatz, der Talente, marktrelevante Lerninhalte und zukünftige Jobprofile zusammenbringt.

Was kann der Academy Cube leisten? Er bietet E- Learning und Rekrutierung in einem – und das europa-weit. Interessenten bietet er eine Selbsteinschätzung sowie Qualifizierungsmöglichkeiten durch Onlinekurse, Personalverantwortliche haben einen großen Talent-pool, in dem sie nach vorqualifizierten Fachkräften su-chen können. So kommen Bewerber und Stellen schnel-ler und besser zusammen.

Reichen E-Learning-Kurse wirklich aus, um Ingenieu-ren das IT-Know-how für die vernetzte Fabrik zu vermit-teln? E-Learning ist ein ausgezeichnetes Instrument, um neue Inhalte schnell und flächendeckend zu verbreiten. Führende Universitäten und Unternehmen mit jahre-langer Erfahrung im E-Learning-Bereich stellen diese Trainings und Kurse bereit. Ihr Wert ist dann am größten, wenn eine direkte Verbindung zu zukünftigen Job-Profi-len hergestellt werden kann.

www.academy-cube.eu

personal

Smarte Fabrik braucht smarte MitarbeiterEgal wie intelligent die Fabrik der Zukunft wird, der Mensch behält immer noch die Oberhand. Doch dafür braucht er immer mehr überfachliche

Kompetenzen. Mit gezielterer Qualifizierung könnten viele Betriebe ihre Produktivität um bis zu 30 Prozent steigern, schätzen Experten.

Von Inken Schönauer

Viele Beobachter sehen in dem Wandel, der derzeit in Deutschlands Fabrikhallen stattfin-det, eine neue industrielle Revolution. Nicht

so Ralph Bruder: „Meiner Meinung nach ist das, was wir derzeit erleben weniger eine Revolution als mehr eine evolutionäre Fortschreitung.“ Der Professor ist Leiter des Instituts für Arbeitswissenschaft an der Technischen Universität Darmstadt. Ganz gleich, ob Evolution oder Revolution – die technischen Errungen-schaften rund um das Internet und die Digitalisierung haben zwangsläufig einen großen Einfluss darauf, wie die Arbeitsplätze in der Zukunft und teilweise schon in der Gegenwart gestaltet werden. Wie bei bisheri-gen industriellen Umwälzungen auch, müssen sich Menschen auf die veränderten Rahmenbedingungen einstellen. Die Anforderungen und die notwendigen Qualifikationen ändern sich stetig.

Flexibilität ist gefragt„Industrie 4.0 leistet einen Beitrag zur Bewältigung aktueller Herausforderungen wie Ressourcen- und Energieeffizienz, urbane Produktion und dem demo-grafischen Wandel“, heißt es im Abschlussbericht des Arbeitskreises Industrie 4.0 aus dem Jahr 2013, der un-ter der Überschrift „Umsetzungsempfehlungen für das Zukunftsprojekt Industrie 4.0“ lief. Ressourcenproduk-tivität und -effizienz würden sich fortlaufend und über das gesamte Wertschöpfungsnetzwerk hinweg verbes-sern, so ein Fazit. Die neuen Entwicklungen werden die Ansprüche an die Qualifikation der Mitarbeiter ändern.

„Die zunehmende Komplexität der Steuerungen und die damit verbundene Intransparenz der Maschinen-kommunikation wird den Stellenwert überfachlicher Kompetenzen deutlich erhöhen“, so Claudia Achtenha-gen vom Forschungsinstitut Betriebliche Bildung. Aus der Sicht vieler Wissenschaftler ergeben sich daraus große Chancen für die Belegschaft, da so aus standar-disierten Arbeitsmustern ausgebrochen werden kann. Maschinen übernehmen die Standards, Menschen

werden weiterqualifiziert. „Dabei ist Flexibili-tät gefragt“, sagt Ralph Bruder. Das sogenann-te „Multitasking“ sei etwas, das der Computer längst beherrsche, Menschen aber vor neue He-rausforderungen stelle.

Talente werden rarExperten vermuten, dass das schon jetzt oft dis-kutierte Thema Fachkräftemangel weiter an Be-deutung gewinnt, stellt es so manche Branche in der Industrie doch schon jetzt vor große Proble-me. „Mein Vorschlag für all diese Unternehmen lautet: Bündeln Sie Ihre Kräfte und verfolgen Sie vor allem Maßnahmen, die neben dem Fin-den von Nachwuchs und Binden von Fachkräf-ten besonders auch auf die optimale Nutzung der wertvollen Ressource Fachkraft setzen“, sagt Wissenschaftlerin Gabriele Korge vom Fraunhofer-Institut für Arbeitswissenschaft und Organisation (iao). Momentan würden viele Unternehmen ihre Mitarbeiterpotenzia-le leider noch verschwenden: Studien, Exper-tenschätzungen und auch die Erfahrungen der Institutskollegen am iao würden zeigen, dass hier ein Produktivitätsplus von 30 Pro-zent brach liege. ●

Fraktal wird digitalAls Diskussionsgrundlage für die Anforderungen an die Personalstrukturen wird oft die „Fraktale Fabrik“ verwendet. Dabei handelt es sich um ein Modell des ehemaligen Präsiden-ten des Fraunhofer-Instituts Hans-Jürgen Warnecke, das vor rund 20 Jahren entwickelt wurde. Eine fraktal organisierte Fabrik bezeichnet danach ein System, das aus selbststän-dig agierenden Einheiten besteht.

Die Struktur ist dabei ähnlich. Fraktale sind die Grundbausteine in diesem Konzept. Sie agieren selbstständig auf dem Markt. Die Ziele und grundlegenden Organisationsvorgaben der Fraktale stimmen aber immer mit den Zielen und Strukturen des gesamten Unterneh-mens überein. Die betrieblichen Einheiten organisieren ihre internen Abläufe selbst und übernehmen Verantwortung für den Erfolg.

Die dezentrale Datennutzung und -verarbeitung in virtuellen Wolken wird die fraktale Fabrik nun zur digitalen Fabrik fortentwickeln. Physikalische Daten werden mit Sensoren unmittelbar erfasst und weltweiten Diensten zur Verfügung gestellt. Resultate dieser Aus-wertungen können direkt zurückgespielt werden und so die Fabrik in Echtzeit optimieren.

Page 6: Die vierte industrielle Revolution

6 vorbedingungen

Probleme zeichnen sich ab. Die Maschine wird schon bald nicht mehr so laufen, wie sie soll. Im Kontrollzentrum schalten die Lampen auf

Rot. Das Serviceteam ist alarmiert. Der Technikchef beschließt: Wartungsarbeiten, die eigentlich erst in ein paar Wochen turnusmäßig angestanden hätten, werden auf das Wochenende vorgezogen. So wurde ein Ausfall in einer Fabrik verhindert, der das Unterneh-men viel Geld gekostet hätte.

Möglich ist dies mit der sogenannten Machine- to-Machine-Technologie, kurz m2m. Daten zum Status der Anlage wie Temperatur, Leistung, Umdrehungen oder Auslastung werden dabei an eine sogenannte m2m-Plattform übertragen und dort permanent über-wacht. Wird ein Kennwert über- oder unterschritten, wird die Zentrale alarmiert. Experten sprechen davon, dass mithilfe der neuen Methoden, für die dies nur ein Beispiel ist, eine völlig neue Produktionslogik ent-stehe. „Im industriellen Umfeld sind m2m-Lösungen nicht mehr wegzudenken“, sagt Thomas Magedanz,

der den Lehrstuhl „Architektur der Vermittlungs-knoten“ an der tu Berlin leitet und als Abteilungs-leiter dem Fraunhofer-Institut fokus vorsteht.

Milliarden von Maschinen vernetzen sichDie Kommunikation von Maschinen untereinan-der findet Einzug in sämtliche Bereiche von Un-ternehmen. Egal ob stationär oder mobil, mithil-fe von meist kabelloser Übertragungstechnologie sind die Maschinen in der Lage, Informationen mit- und übereinander auszutauschen. Die Zah-len in Studien kennen kaum Obergrenzen. Diver-se Branchenverbände gehen davon aus, dass bis zum Jahr 2020 über 50 Milliarden Maschinen und Geräte miteinander vernetzt sein könnten. Dabei sind große Unternehmen längst im m2m-Zeital-ter angekommen, können sich Arbeitsprozesse ohne eine m2m-Kommunikation kaum noch leisten, wenn sie ihre Wettbewerbsfähigkeit be-halten wollen, heißt es in einer Studie von Circle Research. Auch kleinere Unternehmen würden aber mit großen Schritten aufholen und zu-nehmend den Nutzen der neuen Technologie erkennen. Gerade im Mittelstand eröffnet sich ein großes Potenzial. Schließlich geht es nicht einfach um die Anschaffung neuer Maschinen, sondern um eine qualitativ neue Ebene der Pro-duktion. Die Deutsche Akademie der Technik-wissenschaften e. V. (acatech) spricht von Pro-duktivitätssteigerungen von bis zu 30 Prozent durch die vierte industrielle Revolution.

Fehlende Standards bremsen FortschrittWas den Siegeszug der m2m-Technologie der-zeit bremst, sind jedoch fehlende allgemein-gültige Standards. Unter Unternehmern kur-siert die Angst, mit erheblichen Ressourcen in ein Angebot zu investierten, dass dem sich später durchsetzenden Standard nicht ent-spricht. m2m ist global und das Setzen von einheitlichen Standards entscheidet viel-leicht sogar über den Erfolg dieser gesam-ten Technologie. „Es besteht kein Zweifel daran, dass sich interoperable – auf globale Standards aufbauende – m2m-Technologien durchsetzen werden, da bei der m2m-Kom-munikation Masse entscheidend ist“, sagt Magedanz. Speziallösungen für hochsi-chere Anwendungsdomänen würden da-

bei immer ihre Daseinsberechtigung haben, aber die intelligenten Fabriken der Zukunft müssten einheitli-che Technologiestandards verwenden. Ein schwieriges Unterfangen, denn diese müssten auch branchenüber-greifend entwickelt werden. Und während der Maschi-nenbau und die Elektrotechnik kulturell bedingt eher auf Absprachen und Gremienarbeit setzen, bevorzugen it-Fachleute traditionell kürzere Wege. Und auch die Anbieter selbst könnten auf propriertäre Angebote set-zen, um die Kunden an sich zu binden.

Mehr Intelligenz, weniger KostenDoch auch das wird den Trend kaum aufhalten können. Die Vorteile der m2m-Technologie liegen auf der Hand. Wenn Maschinen untereinander Störungen melden, Leerstände anzeigen und Kapazitätsanpassungen vor-nehmen, dann entfallen unnötige Kontrollgänge oder ein zeitaufwändiger Bestückungsprozess. Per Fernwar-tung können Maschinenteile in einer Fabrik überprüft werden, das spart Kosten. Ohnehin ist das einer der entscheidenden Beweggründe von Unternehmen, auf m2m zu setzen: Sie können kräftig Geld sparen. Wenn beispielsweise nicht mehr so viele Reparaturteile für eventuelle Schäden vorgehalten werden müssen, dann hat das einen großen Einfluss auf die Lagerkosten.

Allerdings kommt es darauf an, die richtige m2m-Plattform zu wählen, die auf die Bedürfnisse und

die Anforderungen des Unternehmens zugeschnitten ist. Das stellt oft die zentrale Herausforderung dar. Denn nur, wenn die Kommunikation unter den Ma-schinen reibungslos läuft, zahlt sich der Nutzen lang-fristig aus. Derzeit blicken Endkunden – private wie professionelle – noch auf einen heterogenen Markt. Von sogenannten „Plug-and-Play-Lösungen“ scheint man noch weit entfernt zu sein. Da gibt es zum einen eine Vielzahl von Anbietern und entsprechend viele verfügbare Systeme. Zum anderen sind die Telekom-munikationslösungen oft alles andere als auf der Höhe der Zeit. Viele Lösungen basieren beispielsweise noch auf gsm, dem Mobilfunk der sogenannten zweiten Ge-neration.

Mit der Plattform und der dazugehörigen Infrastruk-tur ist auch eine der größten Sorgen von Unternehmen bei der Installation von m2m-Technologie verbunden: dass eine solche Technik störungsanfällig ist oder sich Sicherheitslücken auftun. Unternehmen müssen vor dem Einsatz der Technologie sorgfältig abklären, was ihre zentralen Anforderungen an die m2m-Technologie sind. Beispielsweise ist es mitunter gar nicht notwen-dig, dass Maschinen in einem 24-Stunden-Dauerbe-trieb miteinander kommunizieren. Abschalten, wenn eine Applikation nicht mehr nötig ist, gehört damit ebenso zu einer guten „smart factory“ wie das Hoch-fahren der Maschinen, wenn es nötig wird. ●

Bis 2020 könnten über 50 Milliarden Maschinen und Geräte vernetzt sein.

Wenn sich Maschinen und Bauteile unterhalten können, verspricht das immense Produktivitätssprünge. Profitieren können davon nicht nur die Großen der Branche, sondern gerade auch der Mittelstand. Denn die Industrie 4.0 verspricht keine teuren Anlagen, sondern eine neue Qualität der Fabrikkommunikation. Doch jede Sprache braucht ihre Standards.

Von Inken Schönauer

machine-to-machine-technologie

Werkstücke suchen eine Weltsprache

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technologien und lösungen 7

fokusinterview

„Schlüsselfaktor Standardisierung“

Wenn von Industrie 4.0 die Rede ist, wird fast immer auf den großen Bedarf an einschlägigen Normen und Standards hingewie-sen. Warum das so ist, er-klärt Filiz Elmas, Innovati-onsmanagerin bei DIN.

Die „Plattform Industrie 4.0“ der Verbände BITKOM, VDMA und ZVEI sieht in der Standardisierung einen Schlüsselfaktor bei der Realisie-rung von Industrie 4.0. Teilen Sie diese Meinung? Definitiv.

Für den Erfolg von Industrie 4.0 ist die Standardisierung zweifellos von zentraler Bedeutung und die Beteiligung von DIN als nationale Normungsorganisation unabding-bar. Die neue Form der Vernetzung erfordert eine nie da-gewesene Integration der Systeme, die sich nur auf der Grundlage von Normen und Standards realisieren lässt. Diese schaffen eine sichere Grundlage für die technische Beschaffung, unterstützen die Kommunikation durch ein-heitliche Begriffe und Konzepte und stellen die Interoper-abilität sowie Praxistauglichkeit sicher.

Wie unterstützt DIN die Umsetzung von Industrie 4.0? Um Industrie, Forschung und Politik bedarfsgerecht zu unterstützen, hat DIN Strukturen geschaffen, die eine effektive Zusammenarbeit aller Fachkreise ermögli-chen. Darüber hinaus haben wir gemeinsam mit der DKE – zuständig für die elektrotechnische Normung – einen Steuerkreis zur Koordinierung der Normungsaktivitäten gegründet und somit einen wichtigen Grundstein zur Er-arbeitung von Normen und Standards gelegt. Die Ende 2013 veröffentlichte Normungsroadmap Industrie 4.0 skizziert das Normungsumfeld und den Bedarf und gibt erste Handlungsempfehlungen.

gastbeitrag

Normung als Voraussetzung

Dr. Bernhard Thies ist Sprecher der Geschäfts-führung der Normungsorganisation DKE Deut-sche Kommission Elektrotechnik Elektronik In-formationstechnik im DIN und VDE (VDE|DKE). Experten der DKE haben die deutsche Normungs- Roadmap Industrie 4.0 erarbeitet.

Der Einzug des Internets in die Produktion und der hiermit verbundenen Wertschöpfungsket-ten eröffnet große Zukunftspotenziale. Weltweit

kann sich Deutschland als einer der konkurrenz- fähigsten Industriestandorte und führender Fabrikaus-rüster positionieren und behaupten. Entscheidende

Voraussetzungen für die erfolgreiche Umsetzung neuer Konzepte und Technologien in die industrielle Praxis sind konsensbasierte Normen und Spezifikationen.

Die jetzt erschienene weltweit erste Normungs-Ro-admap Industrie 4.0 ist ein erster Schritt und informiert über bestehende Normen und Spezifikationen sowie über heute schon erkennbare Normungs- und Standardi-sierungsbedarfe im Umfeld von Industrie 4.0. Technische Experten adressieren Themenbereiche wie Systemarchi-tektur, Anwendungsfälle (Use Cases), Referenzmodelle und Prozesse und betrachten einzelne Umsetzungsas-pekte mit Blick auf die Integration des gesamten Wert-schöpfungsprozesses in die industrielle Fertigung. Die Normungs-Roadmap formuliert wichtige allgemeine Handlungsempfehlungen für die Normung und die zu-künftige Normungsstrategie. Allerdings versteht sich die Normungs-Roadmap hierbei als Basis für weitere Dis-kussionen, Ausarbeitungen und Konkretisierungen.

fokusinterview

„Smart produzieren – realistisch planen“

Martin Theben ist Partner und Leiter des Bereichs Industrielle Produktion bei der Wirt-schaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft PwC. Er kommentiert eine PwC-Umfrage mit Führungskräften zu Smart Factories.

Wie bewerten Sie den aktuellen Stand des Themas Smart Factory? In der deutschen Industrie besteht Nachholbedarf: Zwar hat jedes fünfte befragte Unternehmen bereits mindestens eine vernetzte Produktionsstätte aufgebaut, allerdings sind sie bei knapp der Hälfte noch in Planung. Weitere 21 Prozent thematisieren sie zumindest. Lediglich zehn Prozent der Befragten haben sich des Themas bislang nicht angenommen bezie-hungsweise es kategorisch ausgeschlossen.

Worin bestehen die Unterschiede zwischen den Gruppen? Während mehr als die Hälfte der Gruppe der Thematisierer den Investitionsaufwand als größte Hürde bei der Errichtung einer Smart Factory sieht, stellt sich bei den Nutzern dieser Technologie der Zeitaufwand als tatsächlich größte Hürde dar. Insgesamt zeigen die Ergebnisse jedoch, dass die Errichtung einer smarten Produktion weniger zeit- und kostenaufwändig war als zuvor angenommen.

Es dauert also nicht mehr lange bis zur digitalen Produktion? Dies ist natürlich noch Zukunftsmusik. Zunächst müs-sen sich die Unternehmen ihres Schnittstellenmanagements annehmen, um zukunftsfähig zu sein. Erst danach sollten die Schritte in Richtung Cloud- und Datenmanagement oder Internet of Things unternommen werden. Unrealistische Ziele sollte man jedoch nicht mit dem Thema verknüpfen. Denn die Erfahrung der Pioniere auf diesem Gebiet zeigt: Die erhoffte Umsatzsteigerung bleibt aus, die Flexibilisierung hingegen übertrifft die Erwartungen.

Ersetzen die Maschinen den Menschen? Experten sind unentschieden.

totalHochschulen Unternehmen(in %)

Unent- schieden

Trifft nicht zu

Trifft zu

50

47

52

29

25

31

21

28

18

Quelle: vde Trendreport, 2013

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8 technologien und lösungen

werbebeitrag – verbandsporträt

Eine Vision nimmt Gestalt an

Deutschland ist Industrieland und hat sich vom interna-tionalen Trend der De-Industrialisierung erfolgreich ab-gekoppelt. Zu den Erfolgsfaktoren stellt Jörn Lehmann, Projektmanager im VDMA, fest, gehört die Fähigkeit der deutschen Industrie, neue technologische Entwicklun-gen frühzeitig in innovative Produkte und Prozesse zu integrieren.

Bei dem Zukunftsthema Industrie 4.0 geht es um das Verschmelzen von virtueller und physikalischer Welt, die Nutzung von Technologien der Informationstechnik in klassischen industriellen Prozessen.

Wie wichtig das Gelingen von „Industrie 4.0“ ist, wird deutlich, wenn wir uns das Gewicht der Produktion in Deutschland klar machen: Wohlstand wird in unserem Land produziert und dies auch mithilfe von integrierter Informationstechnik. So besteht heute schon ein Ma-schinenbauprodukt zu einem Viertel aus Software, Elek-trotechnik und IT-Hardware. Das Verhältnis wird sich weiter zugunsten von Komponenten der Informations-technologie verlagern.

Deshalb hat sich der VDMA beim Thema „Industrie 4.0“ sehr frühzeitig eingebracht. Dass Industrie 4.0 kein Hype ist, zeigt sich an ersten Umsetzungen, die auf der Han-nover Messe von den Unternehmen präsentiert werden. Aber nun ist es an der Zeit, die Konzepte zu realisieren. Wie sagte schon Marie Curie: „Ich beschäftige mich nicht mit dem, was getan worden ist. Mich interessiert, was ge-tan werden muss.“

www.vdma.org

gastbeitrag

Auf dem Weg zur führenden Industrie 4.0-Nation

Prof. Dieter Kempf ist Präsident des Hightech-Verbands BITKOM. Mit 1.200 Mitgliedern repräsentiert BITKOM Anbieter von Software und IT-Services, Telekommunika-tions- und Internetdiensten, Hersteller von Hardware und Consumer Electronics sowie Unternehmen der digitalen Medien. Für das Gelingen von Industrie 4.0 kommt ihnen entscheidende Bedeutung zu.

Deutschland legt beim Thema Industrie 4.0 ein rasan-tes Tempo vor. Vor einem Jahr noch von manchem als neues Modewort belächelt, steht die Digitalisierung der Produktion inzwischen auch auf der politischen Agenda ganz oben. Im Koalitionsvertrag wird das „Zukunftspro-jekt Industrie 4.0“ als Arbeitsauftrag festgeschrieben. Diese politische Flankierung ist richtig und wichtig – und sie kommt zur passenden Zeit.

Deutschland steht als führende Industrienation vor einer gewaltigen Herausforderung. Die Digitalisierung hat bereits zahlreiche Branchen wie die Unterhaltungs-elektronik oder große Bereiche der Medizintechnik und der Medien erfasst und grundlegend verändert. Jetzt er-reicht sie auch die Produktion und damit die klassische Industrie. Wir erleben eine wirtschaftlich revolutionäre Veränderung, bei der IT und Telekommunikation die zen-trale Rolle zukommt. Rund drei Viertel der IT-Unterneh-men messen dem Thema Industrie 4.0 hohe Bedeutung zu.

Die deutsche Wirtschaft hat die Herausforderung er-kannt. Mit der Plattform Industrie 4.0, die seit fast genau einem Jahr Pionierarbeit leistet, arbeiten Verbände, Un-ternehmen und Forschungseinrichtungen an der vierten industriellen Revolution. Deutschland soll der weltweit führende Standort für Industrie 4.0 und die damit zusam-menhängenden Dienstleistungen werden. Das Ziel ist, Lösungen im Bereich Industrie 4.0 als Antwort auf glo-bale Herausforderungen in Deutschland zu entwickeln – und weltweit zu vermarkten.

Dazu muss es gelingen, Cluster zu bilden und Unter-nehmen mit ihren unterschiedlichen Expertisen zusam-menzubringen. Besondere Bedeutung kommt dabei kleinen und mittelständischen Unternehmen zu. Sie sind wesentlicher Teil der Industriekultur und stellen auch das

Gros der IT-Unternehmen hierzulande. Ihr Know-how gilt es für diese gewaltige wirtschaftliche Veränderung zu gewinnen. Ergänzend dazu ist eine konzentrierte Arbeit an der Entwicklung einer Referenzarchitektur notwen-dig, auf der die wirtschaftlichen Lösungen aufbauen kön-nen. Zentrale Voraussetzung für Industrie 4.0 ist zugleich eine flächendeckende Versorgung mit Breitband-Inter-net. Die Netze für Industrie 4.0 müssen gleichermaßen hoch leistungsfähig wie hoch sicher sein. Und es muss gelingen die Ausbildung so zu gestalten, dass Fachkräfte künftig auf die Anforderungen einer digitalisierten Pro-duktion eingestellt sind.

Damit hat Deutschland allerbeste Voraussetzungen, von einer der führenden Industrienationen zur führen-den Industrie 4.0-Nation zu werden.

werbebeitrag – verbandsporträt

Integration als Hebel

Der ZVEI e. V. vertritt die Interessen der deutschen Elektroindustrie. In der Platt-form Industrie 4.0 treibt er die Entwick-lung hin zur Anwendung des Internets der Dinge und Dienste in industriellen Prozes-sen voran.

Die Arbeit der Plattform, einem Projekt der Verbände BITKOM, VDMA und ZVEI, hat Fahrt aufgenommen. In vier Arbeits-gruppen werden Fragen der Strategie, der Standardisierung, des FuE-Bedarfs

sowie der Sicherheit bearbeitet. Spiegel-gremien in den Verbänden bündeln die Meinung ihrer Mitglieder und bringen sie in die Plattform ein. Im ZVEI hat sich der Führungskreis Industrie 4.0 gegrün-det, der sein Hauptaugenmerk auf eine zentrale Herausforderung richtet: eine gemeinsame Referenzarchitektur, die für eine nahtlose Interoperabilität die Belange der Unternehmensleitebene mit denen der Produktionsebene zusammen-führt. Der ZVEI steht hier für die Echtzeit- und Zuverlässigkeitsanforderungen der Automation.

Prof. Dieter Wegener, Sprecher des Führungskreises: „Für die evolutionäre Entwicklung hin zur Industrie 4.0 sehen wir zwei Haupthebel: die Integration von Produktentwicklungs- und Produk-tions-Prozessen und das Zusammen-

wachsen von realer und virtueller Welt. Wir erarbeiten ein gemeinsames Ver-ständnis des Handlungsfeldes für den ZVEI, identifizieren die Interessen der ZVEI-Mitglieder in diesem Handlungsfeld,

und vertreten diese Positionen in der Plattform Industrie 4.0.“

www.zvei.org

Produktion Produktentwicklung Service Inter-

operabilität

Inter- operabilität

"Office Floor"(Machine-to- Business)

"Shop Floor" (Machine-to- Machine)

MES

ERP

Control

PLM

Logi

stic

s

Integration Interoperabilität der System-Landschaft entlang der Wertschöpfungskette sicherstellen

Wertschöpfungskette

Welche Bedeutung hat das Thema Industrie 4.0 aus Ihrer Sicht für die ITK-Branche ?

74%71%

Hohe Bedeutung

16%15%

Niedrige Bedeutung

8%11%

Keine Bedeutung

2%3%

Weiß nicht/keine Angabe

Quelle: BITKOM, 2014

2014 2013

Page 9: Die vierte industrielle Revolution

intralogistik

Losgröße eins auf dem FörderbandUnternehmerträume von Einzelstücken, die in Serie gehen, rücken immer näher. Die digitale Fabrik könnte sich in Zukunft so eigenständig und dynamisch umrüsten, dass auch individuelle Kundenwünsche schnell und kostengünstig erfüllbar werden.

Von Katharina Lehmann

Einen Drucker zu installieren, war noch vor we-nigen Jahren eine aufwendige Angelegenheit: Er musste nicht nur mit dem Computer verbun-

den werden, vor allem auf den passenden Druckertrei-ber kam es an. Der musste gefunden, heruntergeladen und installiert werden – oft dauerte das Stunden. Heu-te genügt ein usb-Anschluss. Mit ihm werden Drucker und Computer verbunden, der Drucker zieht sich seine Informationen selbst und ist sofort einsatzbereit.

Klasse statt MasseSo soll es künftig auch in der digitalen Fabrik zuge-hen. Die Produktionsanlagen sollen nicht nur immer intelligenter, sondern auch immer wandlungsfähiger werden. Haben die Kunden neue Anforderungen oder sollen neue verbesserte Produkte herstellt werden, können sich die Fabrikhallen schon bald ohne Zeitver-lust oder große Aufwendungen dynamisch anpassen. Unternehmer träumen schon von der Losgröße eins auf Förderbändern – die Massenware als Einzelstück.

Aus Sicht der Logistik heißt das: Die klassischen Wertschöpfungsketten mit ihren Puffern müssen sich nach und nach in echtzeitoptimierte Wertschöp-fungsnetze verwandeln, nur so lässt sich sicherstellen, dass jederzeit alle gewünschten Bauteile verfügbar sind, ohne überhöhte Lagerbestände finanzieren zu müssen.

Doch nicht nur die Anlagen werden intelligenter, sondern auch die Produkte. Sie wissen künftig, was

mit ihnen passieren soll und bahnen sich selbst ihren Weg durch die Produktionsanlagen hin zu den einzel-nen Maschinen. Möglich wird das durch die zuneh-mende Vernetzung. Sie ist die alles verbindende Kraft, über die alle elektronischen Gegenstände miteinander verknüpft und so aus Milliarden Einzelteilen ein neues Ganzes entstehen lässt.

Gegenstände bekom-men Gedächtnis

So wittern heute auch die rfid-Schmieden ihre große Stunde: Die Funketiketten mit Ra-dio Frequency Identifi-cation geben den Pro-dukten und Bauteilen ihr digitales Gedächt-nis. Sie senden die Daten in Form elektro-magnetischer Wellen aus. So wissen Anlage und Werkstück jeder-zeit, was sie zu tun haben.

Damit sich das Werkstück bei der Bearbeitung in der richtigen Position

befindet, sorgen Sensoren dafür, ob es aufrecht oder schräg gehalten wird. Sie erfassen Bewegung, Be-schleunigung oder Helligkeit. Kleinste Batterien ver-sorgen sie mit der nötigen Energie, winzige Sender bringen die Messwerte ins Netz. Diese Sensoren ken-nen wir auch aus dem Alltag: Sie sorgen zum Beispiel auch dafür, dass sich das Bild auf dem Display des Smartphones in die richtige Richtung dreht, wenn das

Gerät gekippt wird. ●

technologien und lösungen 9

fokusinterview

„Die Produktivität steigt um fünf bis sechs Prozent“

Harald Schrimpf, Vor-standsvorsitzender des Softwareproduzenten PSI, hat hohe Erwartungen an die vierte industrielle Re-volution. Für die kommen-den zehn bis zwölf Jahre rechnet er mit einschnei-denden Änderungen in der Produktion von Gütern – vor allem im deutschspra-chigen Raum.

Wie wird die vierte industrielle Revo-lution die Produktion verändern? In der Fabrik von Morgen werden Fertigungs-inseln das Fließbandprinzip ersetzen. Dadurch wird Arbeit abwechslungsrei-cher, aber auch effizienter. Die Produkti-onsanlagen werden durch immer mehr IT gesteuert.

Doch das wirklich Revolutionäre ist: Viele Verfahren, Wertschöpfungsstruk-turen und Paradigmen aus der Internet- und Softwarebranche werden auf die physische Produktion angewandt.

Wie sieht das konkret aus? Für Soft-ware gibt es alle paar Wochen ein neues Update. Und auch Industrieprodukte wandeln sich ständig, weil neue Modell-sätze oder ein Facelift folgen. Aber die Zeiträume zwischen den Anpassungen sind im Moment noch wesentlich grö-ßer als bei Software, oft vergehen Jahre. In der Fabrik von Morgen wird es aber möglich sein, die Anlagen im laufenden Produktionsprozess umzustellen und neue Produktvarianten herzustellen, zeitgleich neben der alten.

Das spart viel Zeit… … genau, für die Un-ternehmen ergibt sich daraus ein riesiger Effektivitätsvorteil. Denn sie können sich viel schneller neuen Trends anpassen.

Die bekannten Werksfe-rien, die entstehen, weil Produktionsanlagen neu ausgerichtet werden müs-sen, fallen weg. Damit steigt die Produktivität um fünf bis sechs Prozent. Und das Plus an Flexibili-tät ist nur ein Aspekt.

Welche Aspekte hat die digitale Fabrik noch? Die Maschinen werden sich künftig selbst über die

Cloud anmelden und sich untereinander über ihre Fähigkeiten und Verfügbarkei-ten austauschen. So können Maschinen-parks flexibler zusammengestellt wer-den, weil die Anlagen sich selbst je nach Bedarf zu neuen Einheiten formieren. Auch sollen Werkstücke wissen, wie und wo sie weiter verarbeitet werden sollen und automatisch ihren Weg von Maschi-ne zu Maschine finden.

Wann wird das so weit sein? Die Initia-tive Industrie 4.0 rechnet damit, dass sich die neuen Produktionsverfahren bis 2025 in Deutschland durchsetzen werden. Denn die vierte industrielle Revolution findet maßgeblich im deutschsprachigen Raum statt. Im Moment wird jedes neue Verfahren in Forschungsprojekten ge-testet. Anschließend sollen die einzelnen Verfahren miteinander kombiniert und in vier bis fünf Jahren in der Produktion ein-gesetzt werden.

Wie sehen Sie Ihre Rolle in dieser Ent-wicklung? Zusammen mit Partnern aus Wissenschaft, Forschung und Industrie passen wir im Rahmen mehrerer For-schungsprojekte die Software an die neu-en Verfahren an. Die Ergebnisse werden in Pilotprojekten erprobt und im Tagesge-schäft weiterentwickelt.

Page 10: Die vierte industrielle Revolution

10 technologien und lösungen

it-sicherheit

Digitale Echtzeitproduktion lockt DatendiebeSchon heute entstehen der deutschen Wirtschaft durch Hackerangriffe Schäden von mindestens 50 Milliarden Euro pro Jahr. Die vierte

industrielle Revolution vergrößert die Angriffsfläche für Cyberkriminelle weiter. Soll die Industrie 4.0 gelingen, braucht sie eigene Sicherheitskonzepte. Denn die Systeme lassen sich nicht einfach mit den Programmen sichern, die sich auf Büro-pcs bewährt haben.

Von Hartmut Schumacher

Zwei der wichtigsten Merkmale von In-dustrie-4.0-Fabriken sind der verstärkte Einsatz von Computertechnologie sowie der umfangreichere Datenaustausch zwi-schen den einzelnen Fabrikationsma-

schinen, aber auch zwischen Auftraggebern und Her-stellern. Meist findet dieser Austausch per Funk oder über das Internet statt. Das ist praktisch, aber nicht

ohne Risiko: „Mit der Anbindung bisher autonom agierender Systeme ans Internet entstehen neue Angriffspunkte. Sicherheit und Datenschutz müs-sen daher einen noch größeren Stellenwert in der Industrie bekommen“, erläuterte schon 2012 der damalige bitkom-Vizepräsident Volker Smid.

Zeitfenster zur Verschlüsselung schrumpftDas Ziel solcher Angriffe kann nicht nur der Diebstahl von Daten sein, sondern auch die Sabotage der Produktion. Einfallstore für Angriffe sind beispielsweise Fernwartungs-zugänge, die nicht ausreichend durch Au-thentifizierung geschützt sind. Laut dem Cyber Security Report 2013 der Deutschen Telekom und des Instituts für Demos-kopie Allensbach sind 87 Prozent der mittleren und großen Unternehmen in Deutschland schon einmal Ziel eines Hacker-Angriffs geworden. Die Verei-nigung der Bayerischen Wirtschaft schätzt den Schaden für die deutsche Wirtschaft auf bis zu 50 Milliarden Euro jährlich. Und die Dunkelziffer liegt wahrscheinlich weitaus höher. Denn aus Angst vor Imageverlusten

zögern Unternehmen häufig, entstandene Schäden zu melden. Die Angriffe abzuwehren, ist eine echte Her-ausforderung. Denn es ist nicht ohne Weiteres mög-lich, einfach Strategien und Techniken zu verwenden, die sich in Büro-Computersystemen bewährt haben. Unter anderem, weil Industriesysteme Echtzeitanfor-derungen erfüllen müssen, die nur ein sehr knappes Zeitfenster lassen für die Verschlüsselung und die Au-thentifizierung von Anwendern und Geräten.

Der Arbeitskreis „Industrie 4.0“ hat jedoch einige Handlungsempfehlungen zusammengestellt, die es Unternehmen ermöglichen sollen, beim Umstieg auf modernere Fabrikationsmethoden die Sicherheit nicht zu vernachlässigen.

Der Methodenmix macht'sErforderlich ist unter anderem das Entwickeln von Sicherheitskonzepten, die die Methoden aus der Pro-zessautomatisierung, dem Maschinenbau und der Elektrotechnik ergänzen durch Verfahren zur Angriffs-sicherheit aus der it-, Automobil- und Luftfahrtindus-trie – und diese Verfahren wiederum müssen an die Anforderungen der Industrie 4.0 angepasst werden.

Digitale Identitätsnachweise für Produkte, Prozesse und Maschinen sollten außerdem einen sicheren In-formationsaustausch während des gesamten Produk-

tionsablaufs gewährleisten. Wichtig sei noch dazu eine Strategie, die es erlaubt, traditionelle Industrieanlagen Schritt für Schritt sicherer zu machen und sie gleich-zeitig für den Ausbau zur Industrie 4.0 vorzubereiten. Und nicht zuletzt müssen Sicherheitslösungen benut-zerfreundlich sein. Andernfalls finden die Mitarbeiter Wege, sie zu umgehen.

Cybersicherheit ist KostentreiberDas Entwickeln und das Umsetzen von Sicherheits-maßnahmen verursacht jedoch beträchtliche Kosten. Daher ist es nötig, bei den Entscheidungsträgern in den Unternehmen ein Bewusstsein dafür zu schaf-fen, wie wichtig nachhaltige Sicherheitsvorkehrungen sind. Die Chancen dafür stehen gut: Laut einer Studie des European Information Technology Observatory aus dem Jahr 2013 ist für 70 Prozent der europäischen Unternehmen das Thema it-Sicherheit von hoher oder sehr hoher Bedeutung.

Zudem ist das reine Umsetzen von technischen Maßnahmen nicht ausreichend. Denn auch die Mitar-beiter müssen entsprechend geschult sein. Experten fordern daher entsprechende Pflichtveranstaltungen – beispielsweise im Ingenieursstudium – sowie Weiter-bildungsmaßnahmen für Arbeitnehmer, die bereits im Beruf stehen. ●

fokusinterview

„Handeln, nicht abwarten“

Thorsten Reuper treibt als Technologiechef beim ERP-Hersteller Asseco Solutions das Thema In-dustrie 4.0 aktiv in der Ent-wicklung voran. Allerdings spricht er lieber von einer Evolution als Revolution.

Maschinen werden immer eigenständiger. Wer be-stimmt am Ende wie produziert wird: Roboter oder Kauf-mann? Jedes Unternehmen muss Umsätze erwirtschaf-ten und Gewinne erzielen. Das gilt auch für die Welt von Industrie 4.0. Der Kaufmann behält daher die Führung.

Was bedeutet das für die Wahl der Software? Industrie 4.0 bedeutet keine Revolution, sondern eine Evolution bestehender Systeme und Softwarekategorien. Die ERP- und Automatisierungsebene müssen sich noch enger als bisher verzahnen. Die dafür notwendige Kommunika-tions- und Integrationsfähigkeit ist daher das wichtigste Kriterium bei der Softwareauswahl der Zukunft.

Worin genau besteht der Vorteil, wenn ein ERP-System die Führung übernimmt? ERP ist das betriebswirtschaft-liche Herz, ohne das auch die beste Produktion nicht le-ben kann. Nur wenn im ERP-System alles zusammenläuft und gesteuert wird, werden die Unternehmensprozesse insgesamt optimiert.

Industrie 4.0 wird oft gleichgesetzt mit der Kommu-nikation via Internet. Welche Vorteile hat das für pro-duzierende Unternehmen? Durch Industrie 4.0 wird die über Internettechnologien kommunizierte Datenmenge sprunghaft ansteigen. Darauf müssen ERP-Systeme vor-bereitet sein.

Page 11: Die vierte industrielle Revolution

technologien und lösungen 11

fokusinterview

„Software wird zum Produktionsfaktor“

Entscheider müssen sich dringend auf den bevorstehenden Paradigmenwechsel vorbereiten, meint Burkhard Röhrig. Er ist Vorstandsvorsitzender des VDMA Fach-verbands Software und Chef des Soft-wareentwicklers GFOS mbH.

Industrie 4.0 wird häufig als Paradig-menwechsel der Produktion beschwo-ren. Wie weit ist die industrielle Revoluti-on wirklich? Im Augenblick werden viele Unternehmer durch die Diskussion um Industrie 4.0 wachgerüttelt. Sie erken-nen dann meist, wie weit sie noch von der Umsetzung entfernt sind. Doch der Para-digmenwechsel steht unmittelbar bevor: Software wird zum Produktionsfaktor. Entscheider müssen sich dringend mit den Chancen und Risiken auseinander-setzen.

Wie smart kann eine Fabrik mit heuti-gen Produktionsleitsystemen schon pro-duzieren? Viele Anwender, insbesondere Prozessfertiger wie Nahrungsmittelher-steller, haben durch MES-Systeme maß-gebliche Produktivitätssteigerungen er- reicht. Sie können beispielsweise Mate-rialverluste und Energieverbräuche mini-mieren, Chargen vorwärts und rückwärts verfolgen und Zuschlagszeiten für Mitar-beiter reduzieren.

Und doch ist die Vision der kompletten Vernetzung noch nicht erreichbar… Bei der Einführung einer MES-Software geht es noch gar nicht darum, einen komplet-ten Betrieb sofort und umfassend mit einer totalen Vernetzung zu überziehen. Ziel muss es sein, die fast in Echtzeit ge-wonnenen Informationen tatsächlich zu nutzen, um die gewünschte Qualität zeit-genau und ressourcensparend zu errei-chen. Fehlfertigungen will niemand mehr bezahlen und Termintreue ist selbstver-ständlich! MES ist damit eine wichtige Vorstufe, um die Industrie 4.0 in Angriff zu nehmen.

fokusinterview

„Schluss mit Datendiskussionen und Schuldzuweisungen“

Mit Cloud-Lösungen kön-nen Unternehmen bis zu 80 Prozent ihrer Zeit bei der Lieferketten-Koordi-nation sparen, berichtet Patrick Lemoine. Er leitet im EMEA-Raum Presales und Marketing für E2open, einem der führenden Lie-ferketten-Software-Spezi-alisten.

Hersteller haben heute mit immer komplexeren Lieferketten zu kämpfen. Wie steuern erfolgreiche Firmen ihre globalen Supply Chains? Ansätze zur besseren Koordina-tion gibt es schon lange. Doch erst jetzt haben wir mit der Cloud die passende technologische Plattform, um mühelos komplexe Lieferketten zu steuern.

Was genau macht die Cloud leichter? ERP-Systeme unterstützen bestens in-terne Abläufe, sind aber nicht für kolla-borative Prozesse mit externen Partnern ausgerichtet. So haben Unternehmen früher ihre Zeit damit verbracht, sicherzu-

stellen, dass jeder Partner die aktuellste Excel-Datei vor Augen hat. Die Cloud macht Schluss mit Daten-diskussionen und Schuld-zuweisungen. Die aktu-ellsten Infos sind jetzt in Echtzeit für alle greifbar in der gemeinsamen Cloud. Die gewonnene Zeit kann für das Wesentliche ge-nutzt werden: für operati-ve Entscheidungen.

Wie macht sich das be-zahlt? Am deutlichsten in schnelleren Reaktionszeiten. Virtuelle Netze können nicht nur Lieferanten und Auftragsferti-ger, sondern auch die Distribution einbin-den. Damit sieht ein Kosmetikhersteller sofort, welches die Bestseller und welches die Ladenhüter sind. Diese Information ist dann in Echtzeit für alle Lieferanten und Produktionsstandorte sichtbar. So kön-nen alle schnell und in enger Abstimmung reagieren. Drohende Lieferengpässe oder Überproduktionen werden schneller er-kannt und abgefangen.

fokusinterview

Die Smart Factory benötigt In-Memory-Technologie

Franz Gruber ist Chef der Forcam GmbH, deren Tech no logie international pro-duzierende Unternehmen einsetzen. Zukunftsweisende Technologien ent-scheiden über den Erfolg.

Anwender berichten, dass eine Fabrik- steuerung via Tablet und Smartphone die Produktivität um bis zu 25 Prozent steigert. Wie geht das? Das gelingt nur mit Hochleistungstechnologie, die größ-te Datenmengen webbasiert in Echtzeit im Hauptspeicher statt auf Datenbanken verarbeitet. Man nennt das In-Memo-ry-Technologie. Nur so entsteht World-class Shop Floor Management: Signale aus Teilen, aus heterogenen Maschinen, aus Anwendungen werden in allen Spra-chen für alle Zeitzonen nutzerfreundlich

ausgewertet. Fehler und Verschwendungen kön-nen in Echtzeit beseitigt werden.

Welche Produktivi-tätssprünge sind künf-tig möglich? 20 Prozent Steigerung innerhalb von zwölf Monaten werden bei Anlagevermögen in Milliardenhöhe schon erreicht. Wichtig ist der Start einer werksweiten Mentalität der kontinuierlichen Verbes-serung zusammen mit einer 100 Prozent spiegelbildlichen Echtzeit-Visualisierung der Produktion weltweit an jedem Platz – vom Werker über den Fabrikleiter bis zum Top Manager.

Sind heutige digitale Spiegelbilder den stei-genden Datenmengen schon gewachsen? Ja, mit In-Memory-Technologie. Zudem sind mandanten-basierte Cloudlösungen ein Muss. Nur so lassen sich Anlagen und Werke weltweit vergleichen.

Wo sehen Sie die Her-ausforderungen für Soft-ware-Entwickler? In der

Zero-Downtime Factory. Dazu laufen Projekte mit renommierten US-Wissen-schaftlern. Wenn Systeme vor einem Ver-sagen warnen, bevor es auftritt, wird das die Rohstoff- und Energieeffizienz weiter signifikant steigern.

200 Millonen EuroForschungsförderung gewährt die Bundesre-gierung für die Industrie 4.0

1 Stückist die kleinste Losgröße in der Indutrie 4.0

30 % Produktivitätssteigerung erwartet die Deutsche Akademie der Technikwis-senschaften durch die Industrie 4.0

9 Milliarden Eurostellt die eu aktuell für Initiativen zur Implementierung des Internets der Dinge in der Produktion zur Verfügung

33 % von Unternehmen, die mehr als 20 Produktionsstätten unterhalten, haben laut einer Umfrage von PricewaterhouseCoopers bereits min-destens eine Smart Factory eingerichtet

15 % der mittelständischen Fertigungsunterneh-men haben laut Pierre Audoin Consultants bereits Produktions-prozesse der Industrie 4.0 etabliert.

Page 12: Die vierte industrielle Revolution

12 technologien und lösungen

Experten ma-chen die Fortschritte in den Fab-riken gern

mit der Entwicklung in den Automobilen ver-ständlich. Noch vor zwanzig Jahren hatten die Fahrzeuge nur we-nige elektronische Steu-erelemente, die zudem meist auf einzelne Funk-tionen beschränkt waren und nur selten Einfluss auf andere Systeme hat-

ten. Doch in den ver-gangenen Jahren ist der Wertschöp-fungsanteil der Software in Autos stark angestiegen. Es gibt nicht nur mehr Technik in den Fahrzeugen, auch wirken heute die verschiedenen Steuersysteme eng zusammen. Ein Beispiel: Das Steuergerät, das die Scheibenwischer an das Regenaufkommen anpasst, meldet nasse Straßen an das Bremssystem. Die Elektronik nimmt daraufhin Anpassungen an die Wetterverhältnisse im System vor und verbessert somit die Bremsfähigkeit des Wagens.

Smarte Fabrik braucht Steuerungs-SoftwareAuch in der smarten Fabrik der Zukunft sollen die einzelnen Komponenten immer mehr miteinander kommunizieren. Heute gibt es in den Produkti-onsstätten zwar hochtechnisierte Einzelmaschinen, in den kommenden Jahren aber wollen Experten diese Maschinen zu einem großen Komplex verbinden. Doch dafür braucht es die passende Software – nicht nur in den einzelnen Maschinen – und dazu auch ein Programm, das alle Anlagen miteinander kombiniert und steuert.

Bei der Entwicklung entsprechender it-Syste-me hat Deutschland nach Ansicht zahlreicher Experten die Nase vorn. Eine Einschätzung, die in der Öffentlichkeit überrascht. Denn meist wird insbesondere die usa als überlegene Nation in der Software-Entwicklung dargestellt. Zu Recht, wenn Programme für Endkonsumenten gemeint sind. Doch die intelligenten Steuerungen in Investitionsgütern sind tatsächlich sogar eine deutsche Spezialität. In internationalen Konzernen aus dem Anlagenbau mit einer us-Muttergesellschaft kommt es durchaus vor, dass die deutsche Tochter zum globalen Kompetenzzentrum für die Software-Steuerungen ernannt wird.

Cloud-Fähigkeit ist VoraussetzungWichtigste Voraussetzung für die smarte Fabrik ist eine cloudfä-hige it-Struktur. Denn nur sie ermöglicht die Vernetzung aller Komponenten der virtuellen Fabrik und damit den Austausch der Produktions- und Leistungsdaten. Anlagentechnik und it-Welt können so miteinander agieren – und zwar in Echtzeit. Das leis-ten erp und mes.

Aufgabe des Enterprise Resource Planning (erp) ist es, alle vor-handenen Betriebsmittel – also Maschinenauslastung, Personal, Kapital oder Vorprodukte – effizient mit dem Produktionsablauf abzustimmen und damit die Geschäftsprozesse zu optimieren. In der klassischen Automationspyramide direkt darunter ange-ordnet sind Manufacturing Execution Systeme (mes). Die Soft-ware steuert und kontrolliert schon heute Produktionsprozesse über die verschiedenen Anlagen hinweg. Das Produktionsleit-system überwacht die Fertigung mithilfe von Kennzahlen wie zum Beispiel der Maschinenauslastung und -verfügbarkeit, der Durchlauf- und Wartezeiten, der Arbeitsplatzkapazitäten sowie Prozessgrößen aus der Logistik.

„Die Vernetzung zwischen erp- und mes-Systemen wird sich in den kommenden Jahren verstärken, die Grenzen

werden verschwinden“, prognostiziert

Ralf Kalmar, Geschäftsfeldmanager für Automatisierung und Anlagenbau am Fraunhofer-Institut für Experimentel-les Software Engineering (iese) in Kai-serslautern.

Die größte Herausforderung der kommenden Jahre bestehe für die In-formatiker allerdings in der Standar-disierung. „Wie schnell die nächste industrielle Revolution voranschreitet, hängt davon ab, wann sich die verschie-denen Anlagenhersteller auf Standards in der Schnittstellen-, Dienste- und auch Objektebene einigen können“, erklärt Kalmar. Denn die beste Software bringt nichts, wenn sie bei Maschinen unter-schiedlicher Hersteller nicht angewen-det werden kann.

Dass Deutschland hier die treibende Kraft sein dürfte, glaubt auch Dieter Rombach, Institutsleiter des Fraunho-fer iese. „Deutschland hat die besten Voraussetzungen, seine alten Stärken in der Produktion mit den neuen in der it

zu kombinieren“, sagt der Professor. Denn deutsche Systeme seien oft besser, gerade wenn es um Fabrik-Anwendungen ginge.

Deutschland als MöglichmacherAuch die Deutsche Bank sieht Deutschland beim Thema Industrie 4.0 ganz weit vorne. So bescheinigen die Analysten Deutschland als Fabrikausrüster der Welt be-sondere Stärken hinsichtlich des interdisziplinären Ansatzes und des engen Aus-tausches zwischen Elektrotechnik, Maschinenbau und it, vor allem aufgrund der etablierten Entwicklungspartnerschaften zwischen Ausrüstern und Anwendern, aber auch aufgrund der Innovationsführerschaft bei Automatisierung und Flexibili-sierung der Marktführer im Anlagen- und Maschinenbau.

So sind die Chancen deutscher Unternehmen, auch mit mes- oder pps- (Produktionsplanungs- und Steuerungs-)Systemen die Nase vorn zu behalten und damit zum Enab-ler der nächsten industriellen Revolution zu werden, bes-tens. Und das hat historische Gründe: Die deutsche Indus-trie ist seit jeher mit seiner hohen Ingenieurskompetenz Spezialist für hochkomplexe Produkte und als stark ex-

port orientierte Nation auch früh und konsequent mit Fertigungsstätten ins Ausland gegangen. Von daher mussten die deutschen Konzerne auch schnell beginnen, ar-beitsteilige und topografisch auseinanderliegende industrielle Prozesse zu steuern.

Datenschätze im NetzwerkEinfluss auf die smarte Fabrik der Zukunft nimmt auch das Thema Big Data. Denn die Fähigkeit zur Auswertung großer Datenmengen innerhalb kürzester Zeit macht neue Erkenntnisse und Vernetzungen möglich. „Die große Menge an Informatio-nen hilft nicht nur, die Produkte besser zu steuern“, meint Industrie-4.0-Fachmann Rombach. „Sie unterstützt den gesamten Planungsprozess, indem sie zum Beispiel Daten über die Bedarf der Kunden, aber auch über und von Wettbewerbern gezielt und schnell analysiert.“ Rombach stellt sich vor, dass in Zukunft die Informationen vieler verschiedener Firmen in einem Netzwerk zusammenfließen und dort in ano-nymer Umgebung ausgewertet werden. Damit hätten alle Firmen Zugriff auf umfas-sende Informationen, ohne aber genau zu wissen, wo diese herkämen. Transparenz und Anonymität blieben gewahrt.

Dieser Grundlage der deutschen Wirtschaft ist sich auch die Bundesregierung be-wusst, die seit Jahren Basis- und Zukunftstechnologien für Industrie 4.0 – so zum Beispiel Embedded Systems und das Internet der Dinge – fördert. ●

informationstechnologie

Spitzen-Software kommt aus DeutschlandVon Michael Gneuss und Katharina Lehmann

Wer hat die Nase vorn im Rennen um die beste Fabrik-Software? Deutschland versus usa, es klingt wie ein Kampf von David gegen Goliath. Doch die Bundesrepublik ist weit mehr it-Nation, als viele meinen. Bei Industrie-Anwendungen ist „Made in Germany“ schon heute ein echtes Gütesiegel. Experten rechnen Deutschland daher gute Chancen auf die dauerhafte Marktführerschaft aus.

Intelligente Steuerungen in Investitionsgütern sind eine deutsche Spezialität.

4 cm3 Größe eines Mini-Webservers in der Fabrik der Zukunft, das entspricht einem Zuckerwürfel.

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technologien und lösungen 13

werbebeitrag – unternehmensporträt

Der Schlüssel zum Internet of Things Als Pionier zukunftsweisender internetbasierter Technologien für die in-dustrielle Produktion ist die iTAC Software AG der führende Anbieter ei-nes Cloud-basierten MES zur Umsetzung von Industrie 4.0. Spezialisiert auf hochverfügbare und skalierbare Infrastrukturlösungen sichert iTAC IT-gestützte Geschäftsprozesse durchgehend ab und steigert damit Pro-duktionsqualität, Effizienz und Wirtschaftlichkeit.

Dabei ist das Unternehmen einer der Vorreiter bei Industrie 4.0: iTAC kann jahrzehntelange Erfahrung und Forschung im Bereich internet-basierter Technologien für die industrielle Produktion nachweisen. Die Umsetzung des „Internet der Dinge und Dienste“ stand dabei von An-fang an im Mittelpunkt der strategischen Ausrichtung.

Im Zuge dessen bietet das Unternehmen als bislang einziger MES-Her-steller weltweit nicht nur traditionelle, sondern auch Cloud-basierte MES-Lösungen an, die sowohl auf einer mandantenfähigen „Private“- als auch „Public Cloud“-Infrastruktur betrieben werden können. iTAC ist damit auch ein verlässlicher Partner für die zunehmend komplexeren Herausforderungen weltumspannender Wertschöpfungsketten.

Für sämtliche iTAC-Softwarelösungen bildet das iTAC.ARTES-Technolo gie-Framework die Grundlage. Sicherheit und Zuverlässigkeit, Innovation und Integration sowie Offenheit und Interoperabilität ste-hen dabei im Mittelpunkt. Zudem entwickelt und vertreibt der MES-Lö-sungsanbieter iTAC.smart.Devices als Komponenten zur Internet Pro-tocol (IP)-basierten Integration von Produktionsanlagen in die iTAC.

MES.Suite.

Rund um den Globus stark aufgestelltiTAC kann ein hochkarätiges Kun-

denportfolio international agierender Unternehmen vorweisen – in Industrie-bereichen wie Automotive, Elektronik, Medizintechnik, Industrieautomation und Energie. Kunden wie u.a. VW, Audi, Magna, Bosch Mahle, Continental, Hella, Johnson Controls, Lear, Valeo, Schneider Electric und Siemens bauen auf die iTAC.MES.Suite bzw. das iTAC.ARTES-Techno-logieframework.

Die Firmenzentrale der iTAC Software AG befindet sich im ICE-Park Montabaur an der modernsten Verkehrsschnittstelle zwischen Köln und Frankfurt. Das Unter-nehmen verfügt zudem über eine Nieder-lassung in den USA und ein weltweites Partnernetzwerk in China, Mexiko, USA und Russland.

www.itacsoftware.de

werbebeitrag – interview

„Für Industrie 4.0 gerüstet mit MES“Im Interview erläutert Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti, ge-schäftsführender Gesellschafter der MPDV Mikrolab GmbH, die Bedeutung von Manufacturing Execution Sys-temen (MES) für Industrie 4.0 und wie Unternehmen heu-te schon davon profitieren.

Herr Kletti, welchen Nutzen ziehen Fertigungsunter-nehmen aus dem Einsatz eines MES? MES-Systeme wie HYDRA von MPDV dienen zur Erfassung und Auswer-tung aller Daten entlang der Wertschöpfungskette. Zu-dem ermöglichen unsere MES-Lösungen eine granulare Feinplanung, die sich an den real zur Verfügung stehen-den Kapazitäten orientiert. Kurz gesagt, HYDRA bildet die zentrale Informations- und Datendrehscheibe in der Fertigung. Durch die gesteigerte Transparenz in der Produktion werden mit HYDRA MES Optimierungen der Fertigungsprozesse unterstützt. So können heute und in Zukunft große Einsparpotenziale in der Produktion auf-gedeckt werden. Wichtig ist: Da wir uns in der Fertigung in „Echtzeit“ bewegen, muss die Funktion der Datendreh-scheibe von einem echtzeitfähigen System übernommen werden – das kann nur ein MES-System sein.

Sind heutige MES-Systeme bereits In-dustrie 4.0-fähig? Ja und nein. Viele Ba-sis-Funktionen sind schon vorhanden, andere müssen noch entwickelt bzw. erweitert werden. Insbesondere die ho-rizontale Integration, also die gemeinsa-me und schnittstellenfreie Verarbeitung von Daten aus den Bereichen Fertigung, Personal und Qualität zeichnet HYDRA als eine der wenigen vollintegrierten MES-Lösungen bereits heute aus. Mit un-serem Zukunftskonzept MES 4.0 beleuch-ten wir die Anforderungen der Produktion im Sinne von Industrie 4.0 und stellen pra-xisnahe Lösungsansätze vor. Erste konkrete Ergebnisse aus MES 4.0 zeigen wir auf der Hannover Messe: die mobilen MES-Anwendungen Smart MES Applications (SMA), die Flexibilität von HYDRA und die universelle Ma-schinenschnittstelle UMCM (Universal Machine Connec-tivity for MES).

Standardisierung wird in Zukunft immer wichtiger werden, um Kosten zu sparen. Daher fangen wir bereits

heute damit an. MES 4.0 ist für uns dabei sowohl Zugpferd als gleichzeitig auch Leuchtsignal im Innovationsnebel von Industrie 4.0.

Was empfehlen Sie Fertigungsunter-nehmen mit Blick auf Industrie 4.0? Die Unternehmen sollten sich nach wie vor auf das hier und jetzt konzentrieren, da-bei aber die Zukunft nicht aus den Augen verlieren. Sie sollten vorhandene MES-Lö-sungen ausbauen bzw. ein integriertes MES-System gemäß VDI 5600 einführen – zum Beispiel HYDRA von MPDV. Da aber auch die beste Software kein Allheilmittel

ist, sollten im Zuge einer MES-Implementierung auch die Prozesse an sich analysiert und im Sinne von Lean Manu-facturing optimiert werden. Was auch immer Industrie 4.0 bringen wird – mit optimierten Prozessen und einem in-tegrierten MES-System legen Fertigungsunternehmen einen wichtigen Grundstein für die Zukunft.

www.mpdv.de

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14 technologien und lösungen

big data

Wertschöpfung im Alles-immer-sofort-ModusDie vierte industrielle Revolution kann dem Standort Deutschland Wachstumsschub und Wettbewerbsvorteil verschaffen. Ob die effiziente Vernetzung von Big Data und der integrierten industriellen Fertigung im internationalen Vergleich im Sinne von Industrie 4.0 gelingt, hängt wesentlich von Faktoren wie Wandlungsfähigkeit, Datenanalyse und Servicequalität ab.

Von Karl-Heinz Möller

In der Logik des Fortschritts bei Vernetzung und Software-Integration ist eine sich selbst lenkende Fabrik schon lange denkbar. Nun rückt die Phase der realen Umsetzung innerhalb der gesamten Wertschöpfungskette näher. Aus der immer

fokussierter werdenden Selektion aus Big Data entstehen Lösungen, die nicht nur in den internationalen Konzernen, sondern auch in Tausenden von mittelständischen Unternehmen ankommen.

Konkret lautet eine der großen Herausforderungen, die unterschiedlichen Syste-me in eine einheitliche it-Landschaft zu verschmelzen. Aus der Flut von Bits und Bytes wird eine ertragreiche Mine, in der das in Daten verborgene Gold geschürft werden kann. Dabei spielt es keine Rolle, ob ein Kosmetikhersteller dank der in Echtzeit eintreffenden Informationen über steigende Verkäufe bestimmter Cremes das intelligente Produktionssystem automatisch umdisponiert oder ob in der Fa-brikation von Sonnengläsern die Nachfrage nach bestimmten Brillen just-in-time hochgefahren wird, weil das Produkt in einer quotenstarken tv-Serie zu sehen ist.

Aus Plug and Play wird Plug and WorkLaut Umfrage der Wirtschaftsprüfungsgesellschaft PwC hat ein Drittel der Unter-nehmen, die mehr als 20 Produktionsstätten unterhalten, bereits eine solche Smart Factory eingerichtet. Viele kleinere Betriebe, die nur an wenigen oder nur einem Ort produzieren, erkennen unterdessen die Vorteile der Smart Factory. „Sie können durch die Verarbeitung von Echtzeitinformationen zu Auftragseingängen und La-gerbeständen bei Zulieferern ihre Produktionsprozesse beschleunigen und flexibler gestalten“, sagt Michael Rasch, Partner bei PwC.

Reaktionstempo, Ressourceneffizienz, Ergonomie lauten die großen ZieleProduktionssysteme müssen dynamisch auf Veränderungen in der Wertschöp-fungskette reagieren können. Kunden reagieren immer schneller auf Trends und stellen neue Anforderungen. Big Data macht sie transparent und lenkt sie direkt in Maschinen, Software und integriert sie in alle Prozesse.

Vordenker Arnold Weissman, unter anderem Professor für Strategie an der Zü-rich International Business School (zibs) sagt: „Was heute revolutionär ist, wird morgen Standard: die weitgehende Digitalisierung und Automation der gesamten Wertschöpfungskette, von der Produktidee über die Realisierung bis hin zur Supply Chain. Champions wie Trumpf, Kärcher, ssi Schäfer setzen bereits heute voll auf diese Karte, doch die Mehrzahl schaut noch erstaunt zu!“ ●

werbebeitrag – unternehmensporträt

Alle Risiken in der Lieferkette im Blick

Supply-Chain-Manager müssen Risiken und Anomalien im globalen Lieferantennetz frühzeitig erkennen, um so unnötige Kosten oder gar Produktionsausfälle zu vermeiden. Möglich wird dies durch eine auto-matisierte Auswertung der weltweiten Nachrichtenlage. Datawatch visualisiert die Daten so, dass gefährdete Lieferanten mit einem Blick erfasst werden können.

Große Produktionsunternehmen beschäftigen mitunter Tausende von Zulieferunternehmen über den gesamten Globus verteilt. Schon der Ausfall eines einzigen Lieferanten kann ein Unternehmen ernsthaft in Schwierigkeiten bringen. Supply-Chain-Manager sollten daher alle Zulieferunternehmen und ihr Umfeld kontinuierlich beobachten und die Risiken bewerten. Das ist ohne automatisierte Verfahren nicht zu schaffen. Denn es müssen alle zur Verfügung stehenden Informationen in kürzester Zeit ausgewertet werden.

Supply-Chain-Management (SCM)-Lösungen erkennen äußere, sich ständig ändernde Bedrohungen der Lieferkette nicht proaktiv. Lösun-gen für semantische Analysen schließen diese Lücke. Ein Beispiel ist die mehrfach, auch von SAP ausgezeichnete, web-basierte Lösung „Vega“ von Semantic Visions. Vega wertet täglich etwa 90 Prozent der weltweit verfügbaren Nachrichten in elf Sprachen aus. Dafür werden über eine Million Artikel aus über 160.000 Online-Quellen inhaltlich und quantita-tiv analysiert. Dazu gehören beispielsweise Nachrichtenportale, Blogs und Websites von Unternehmen und Regierungen.

Für die Risikobewertung nutzt Vega vier übergeordnete Szenarien. An erster Stelle steht die unmittelbare Bedrohung eines Zulieferers. Regio-nale und lokale Risiken, etwa Naturkatastrophen, ergänzen diese Ein-schätzung. Stimmungsindikatoren in der Berichterstattung über einen Lieferanten und die Häufigkeit relevanter Artikel liefern zudem wichtige Hinweise auf problematische Entwicklungen.

Datawatch gibt dem Risiko ein GesichtDie Risiken, die sich in den riesigen Datenmengen aus den Internetquel-len verbergen, werden für den Anwender erst durch aussagekräftige Grafiken erkennbar. Dafür nutzt Vega die Datenvisualisierungen von Datawatch. Anschauliche und leicht verständliche Darstellungsformen wie Heatmaps, geografische Karten und Tabellen geben auf einen Blick Aufschluss über Ort, Art und Ausmaß der potenziellen Bedrohung für das Lieferantennetz. Gegenmaßnahmen können rechtzeitig getroffen werden.

Datawatch bietet Softwarelösungen für Datenvisualisierungen und Datenmanagement. Selbst in großen und komplexen Datenbeständen lassen sich Zusammenhänge, Anomalien und Ausreißer in Echtzeit schnell und interaktiv aufdecken und deren Ursache analysieren. Die Lösung integriert dafür strukturierte, unstrukturierte und semi-struk-turierte Daten und führt sie mit Echtzeit-Datenstreamings in Ana-lytics-Applikationen zusammen.

www.datawatch.de

Page 15: Die vierte industrielle Revolution

best practices 15

automobil-produktion

Eine Fabrik für alle FälleDer Werdegang von der Bestellung über den Fertigungsprozess bis zur Auslieferung eines fabrikneuen Autos wird sich in Zukunft völlig verändern. Statt zentraler it-Systeme übernehmen dezentrale Fertigungseinheiten in den Fabriken

die Steuerung. Das Wunschgefährt wird immer individueller und läuft immer schneller vom Band.

Von Jens Bartels

Fabian Müller möchte sich ein fabrikneues Auto kau-fen. In der Gegenwart schnappt er sich sein Smartphone, wählt die App

eines Autoherstellers und konfiguriert das Wunschmodell sowie eine passen-de Ausstattung. Ein Code macht seinen Auftrag für das gewünschte Fahrzeug unverwechselbar. Mit diesem Schlüssel kann Fabian Müller die Konfiguration selbst noch einmal ändern oder zu sei-nem Autohändler gehen, sich weiterge-hend beraten lassen und schließlich ei-nen Neuwagen bestellen. Dann wandert der Auftrag zur Fabrik des Automobil-herstellers. Eingreifen kann der Kunde nun nicht mehr.

„Heutzutage werden die Produkti-onsvorgänge über Wochen vorher in zentralen it-Systemen erfasst, die dann die eigentliche Produktion in einer op-timalen Reihenfolge steuern“, sagt Det-lef Zühlke, wissenschaftlicher Direktor des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz in Kaiserslau-tern. „Reden wir hier heute noch über acht bis zwölf Wochen, so wird die Re-aktionszeit zwischen Kundenauftrag und Produktion im Automobilbau zu-künftig vielleicht nur noch ein bis zwei Wochen betragen“, meint der Professor. Der Grund: Wenn dezentrale Steue-rungssysteme mehr und mehr zentrale Steuerungen ablösen, können die Pla-nungsvorlaufzeiten drastisch reduziert werden.

Voll vernetztDafür sorgt die Fertigung im Zeitalter von „Industrie 4.0“. Nach dem Betreiben mechanischer Maschinen durch Dampf und Wasserkraft, dem sprunghaften Produktivitätszuwachs durch die Fließ-bandfertigung am Anfang des letzten Jahrhunderts und dem Einzug von Computern und Robotik bringt die vier-te industrielle Revolution eine erneute Umwälzung. In den nächsten Jahren und Jahrzehnten wird die Verschmel-zung von industrieller Fertigung und Informationstechnologie beispielswei-se in der Automobilindustrie eine neue Produktionswelt mit gänzlich veränder-ten Produktionsabläufen sowie einer vollkommen vernetzten Kommunikati-on zwischen Fabriken, Lieferanten und Kunden schaffen.Grundsätzlich funktioniert die Ferti-gung in der Zukunft folgendermaßen: Einbauteile mit eingebettetem Chip

kommunizieren funkgesteuert über das Internet in Bruchteilen von Sekunden mit anderen Maschinen und Robotern. Gemeinsam organisieren sie beispiels-weise einzelne Bearbeitungsschritte oder die Nutzung freier Kapazitäten und entscheiden auf diese Weise selbststän-dig darüber, wie sie schnell und effizient fertigen können. Diese Autonomie ist der Kern der Vision der „Industrie 4.0“.

Individualität wird bezahlbarAutomobilhersteller werden großen Nutzen aus der Fertigung in der Fabrik der Zukunft ziehen. Gerade in der von harter Konkurrenz geprägten Autoin-dustrie verspricht die Möglichkeit der smarten Fabrikation entscheidende Wettbewerbsvorteile. Intelligente Pro-duktionssysteme sowie die Realisie-rung verteilter und vernetzter Produk-tionsstätten führen nach Meinung von Experten sowohl zu hohen Produktivi-tätszuwächsen als auch zu Verbesserun-gen in der Qualität gefertigter Fahrzeu-ge. Zugleich wird die Produktion kleiner und sehr individueller Serien bis hin zur Einzelfertigung durch die flexible und dezentrale Fertigung im Automobilbau wirtschaftlich rentabel und ohne Pro-duktivitätsverlust möglich sein.

Das wiederum freut Fabian Müller. Denn durch die Fabrik neuen Typs steigt folglich einmal mehr die Vielfalt an möglichen Modellen und Ausstat-tungen. Außerdem bedient künftig auch die Automobilindustrie den Trend zu Bestellungen im Internet mit anschlie-ßend sehr schnellen Reaktionszeiten zwischen Kundenauftrag und Produkti-on. Nicht zuletzt kann Fabian Müller in der Fabrik der Zukunft selbst nach Auf-tragserteilung in den Fertigungsprozess eingreifen.

Produktionsstand immer im BlickIn Echtzeit ruft er dafür den Produkti-onsstand des Auftrags online ab und ändert seine Konfiguration. Per Smart-phone bestellt Fabian Müller eine Ex-press-Fertigung für das Wunschauto. Kurz vor Produktionsbeginn entscheidet er sich spontan für eine stärkere Motori-sierung und während der Fertigung fällt ihm ein, dass er statt grüner gelblackier-te Außenspiegel bevorzugt. Fertigungs-inseln, Bauteile und Maschinen reagie-ren sofort auf die Kundenwünsche von Fabian Müller. Die Fabrik von morgen macht es möglich. ●

fokusinterview

„Vernetzte Produktion: Chance für die Zukunft“

Michael Pauditz, Geschäftsbereichsleiter bei der STIWA Group, einem Familienun-ternehmen und Anbieter von Automati-sierungs- und Software-Lösungen, geht auf die Bedeutung von Vernetzung für produzierende Unternehmen ein.

Wo sehen Sie die Chancen der Produktion in Europa? In Europa wird jene Produktion erfolgreich sein, die mannarm, vierschichtig, komple-xe Teile mit neuen und integrierten Technologien in kurzen Rüstzyklen automatisiert und prozesssicher verarbeitet. Die Vernetzung aller Un-ternehmensbereiche ist hier unverzichtbar, das zeigt die Erfahrung aus verschiedenen Produktionen. Produktentwickler, Prozessentwickler, Anlagenhersteller, Software-Architekten und die Produktion schaffen zusammen intelligentere Maschinen und IT-Systeme, mit denen sie In-formationen vom Signal bis zum ERP nutzen und weltweit vernetzen. So entstehen Massendaten als Basis der weiteren Optimierung.

Ist Big Data in der Produktion überhaupt handhabbar? Definitiv. Bereits heute werden Milliarden an Datensätzen ausgewertet. Damit werden Fehleranalysen, also Fragen, wie, wann und warum ein Teil Ausschuss wird, Prozessgrenzen nicht eingehalten werden, Taktzeit vergeudet wird oder das Zuführmaterial Auswirkungen auf die Qualität hat, möglich. Durch Automatisierung und Vernetzung – egal, ob eigener oder Fremdmaschinen – kann man je Schicht mehr Teile erzeugen. So lässt sich in Europa langfristig wirtschaftlich produzieren.

Page 16: Die vierte industrielle Revolution

gastbeitrag

Zukunft der Industrie

Dieter Schweer, Mitglied in der Hauptgeschäftsführung des Bun-desverbands der Deutschen In-dustrie, warnt davor, sich auf den Erfolgen der deutschen Industrie auszuruhen. Deutschland müsse sich auf den digitalen Wandel ein-stellen.

Auf kaum eine andere hochent-wickelte Volkswirtschaft passt die Beschreibung „Industrieland“ so gut wie auf die deutsche. Der reine Industrieanteil am BIP liegt in Deutschland bei 23 Prozent. Europaweit sind es nur 15 Prozent.

Deutschland muss sich den-noch auf einen grundlegenden Wandel einstellen. Die Digitalisie-rung wird zentrale Paradigmen-wechsel in der Industrie hervorru-fen. Branchengrenzen lösen sich auf, neue Handlungsfelder ent-stehen, branchenübergreifende Kooperationsformen bilden sich. Zudem ergeben sich völlig neue Geschäftsmodelle. Industrienahe Dienstleistungen gewinnen wei-ter an Bedeutung.

Der BDI will die Chancen von Industrie 4.0 über die klassische Produktion hinaus für die gesam-te Industrie nutzbar machen – durch seinen Einsatz gegenüber der Politik für Rahmenbedingun-gen, die Innovationschancen am Industriestandort Deutschland sichern und ausbauen. Durch die intelligente Vernetzung und de-ren Steuerung und Überwachung in Echtzeit kann etwa die Vision der personalisierten Medizin oder der Energiewende Wirklichkeit werden. Nur so lassen sich die industrielle Wettbewerbs- und In-novationsfähigkeit dauerhaft si-chern – für bleibenden Wohlstand und neue Beschäftigung.

gastbeitrag

Vernetzung als Antrieb

Prof. Dr.-Ing. Udo Ungeheuer, Präsident des VDI, ist sicher: Industrie 4.0 ist ein wichtiger Antrieb für die Steigerung der industriellen Produktion und diese wiederum ist der Motor für Beschäftigung und Wohlstand in Deutschland. Der VDI gestaltet als größter Ingenieurverein Deutschlands Industrie 4.0 seit den Anfängen des Projekts mit.

Der VDI hat mit zahlreichen Veranstaltungen ein Zeichen dafür gesetzt, dass es sich bei Industrie 4.0 nicht um einen vorübergehenden Hype handelt, sondern um eine tiefgreifende Veränderung durch Vernetzung der Wert-schöpfungsketten, die unsere Volkswirtschaft nachhaltig verändern wird. In-dustrie 4.0 wird die Produktion hoch-flexibel und effizient machen. Um unsere industrielle Wertschöpfung und die damit direkt wie indirekt verbundenen Ar-beitsplätze in Deutschland zu halten, müssen sich Unternehmen künftig noch stärker als bisher an die sich rasch verändernden Wünsche der Kunden auf den weltweiten Märkten anpassen. Damit ist klar, dass zwangsverkettete Produkti-

onsstraßen nicht mehr zeitgemäß sind. Die Produktion muss mit der Produktentwicklung Schritt halten und dazu muss sie flexibler werden. Es ist also eine neue Art der Automa-tisierung gefragt: Neuartige Produk-tionskonzepte, bei denen sich auto-nome, dezentral gesteuerte Einheiten flexibel zu Produktionsnetzwerken zusammensetzen, sind der Weg in die Zukunft für den Produktionsstandort Deutschland. Genau das ist der Kern von Industrie 4.0.

16 best practices

werbebeitrag – interview

„Handarbeit in der Smart Factory“Philipp Rößler ist Marketingleiter bei der DE software & control GmbH. Sein Unternehmen beliefert Fertigungsunternehmen aller Branchen mit produktionsnahen Softwaresystemen und steuert zum Thema Industrie 4.0 praktische Anwendungen an Montagearbeitsplätzen bei.

Ist Industrie 4.0 mehr als nur Marketing? Wir befassen uns im The-menkomplex Industrie 4.0 mit dem Schwerpunktthema Arbeitsorgani-sation und -gestaltung. In diesem Bereich, der marketingwirksam mit den Schlagworten Mensch-Technik-Kooperation und sozio-technisches Arbeitssystem belegt wird, existieren durchaus sehr ausgefeilte Pro-duktivlösungen. Es gibt aber sieben weitere Schwerpunktthemen, von Breitbandtechnologie bis Plagiarismus, über deren Praxisrelevanz ich nichts aussagen kann.

Warum sollten sich Firmen für Industrie 4.0 interessieren? Produkti-onsbetriebe in Hochlohnländern haben mit veralteten Methoden keine Chance im globalen Wettbewerb. Wer sich der sogenannten vierten industriellen Revolution verschließt, wird mittelfristig abgehängt. Wer allerdings mitzieht, wird in seiner täglichen Arbeit schnell in Form kür-zerer Reaktionszeiten, eines geringeren Administrationsaufwands und besserer Produkte profitieren.

Was hat Ihre Firma mit Industrie 4.0 zu tun? Wir beschäftigten uns schon mit Lösungen für die Arbeitsorganisation und -gestaltung, be-vor es das Konzept Industrie 4.0 überhaupt gab. Seit 2002 bieten wir die Werkerführung an, die anfangs nur zur taktgenauen Informations-

anzeige an Montagebändern diente und sich durch die Anbindung ge-eigneter Automatisierungseinheiten zu einer Komplettlösung für die Ausstattung von Handarbeitsplätzen weiterentwickelt hat. Der Werker an diesem Arbeitsplatz ist der „Augmented Operator“ der Industrie 4.0, der Arbeitsplatz mit Werkerführung das „multimodal bedienbare Assis-tenzsystem“.

Wie sieht Ihr Angebot konkret aus? Unsere halbautomatischen Hand-arbeitsplätze sind dadurch charakterisiert, dass der Produktionsmit-arbeiter durch integrierte Hilfsmittel (wie Smartphones, Laser oder Kleinsteuerungen) befähigt wird, komplexe Aufgaben schneller und feh-lerfreier als je zuvor durchzuführen. Diese Arbeitsplätze sind 1. flexibel einsetzbar (zum Beispiel als Montage-, Verpack-, Prüf- oder Kommissi-onierplätze) und 2. hochskalierbar – vom autarken Inselarbeitsplatz bis zur integrierten Lösung mit Anbindung an das ERP und andere Drittsys-teme.

Was kommt als nächstes? Ich erwarte innerhalb der Industrie 4.0 noch viele spannende Entwicklungen: technische, wie zum Beispiel Gesten-steuerung und Roboter-Plug&Play; aber auch methodische, etwa in der Tradition der Lean Production. Wir sind – in Zusammenarbeit mit unse-ren Netzwerken BeProductive! vom Fraunhofer-Institut, dem Lehrstuhl FAPS der Uni Erlangen, der leanwork GROUP oder dem MES D.A.CH-Ver-band – an solchen Themen dran. Man darf gespannt sein.

www.de-gmbh.com

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best practices 17

Adidas erwägt eine Abkehr aus Asien – mit dieser Aussage hat der Sport-artikelhersteller jüngst Schlagzeilen gemacht. Der Grund: Auch in China steigen die Löhne und noch dazu nehmen die Handelshemm-nisse zu. „Wir werden näher an die Kunden heranrücken und die Ware dort fertigen, wo die Käufer sind“, sagte Adidas-Forschungschef Gerd

Manz dem Handelsblatt im Februar. Das langfristige Ziel des Unternehmens sei es, unabhängiger von den Arbeitskosten zu fertigen.

Die Industrie 4.0 verändert das Kalkül der Konzerne plötzlich von Grund auf: Weil Maschinen inzwischen immer mehr Arbeit übernehmen können, werden Fabriken in Hochlohnländern wieder attraktiv. Denn dort finden sich gleichzeitig auch die hochqualifizierten Fachkräfte, die das komplexe Zusammenwirken aus Anlagen und Werkstücken programmieren und überwachen können. Im Projekt Speedfactory er-probt und erforscht Adidas in den kommenden drei Jahren gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft und unter Schirmherrschaft der deutschen Bundes-regierung, wie die Sportartikelproduktion der Zukunft aussehen könnte.

80 Millionen für die Industrie 4.0Die Speedfactory ist eines von 14 geförderten Projekten des nationalen Programms „Autonomik für Industrie 4.0“. Dieses Programm soll seinen Beitrag zur Umsetzung der Hightech-Strategie 2020 der Bundesregierung leisten. Das Bundeswirtschafts-ministerium stellt dafür 40 Millionen Euro an Fördergeldern bereit, die Konsortial-partner sollen noch einmal dieselbe Summe beisteuern. Ein Vorgängerprogramm mit dem Titel „Autonomik – autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand“ hat bereits 14 Verbundprojekte unter Beteiligung von über 80 Unterneh-men und wissenschaftlichen Einrichtungen gefördert. Daraus sind verschiedenste Lösungsansätze für die Entwicklung einer neuen Generation von Werkzeugen und Systemen entstanden, die eigenständig in der Lage sind, sich zu vernetzen und sich wechselnden Einsatzbedingungen anzupassen.

So hat das Projekt ran – kurz für rfid-based Automotive Network – zwischen 2010 und 2013 am Beispiel der Automobilbranche untersucht, wie sich die komple-xen Liefernetze transparenter und optimaler steuern lassen. Denn damit ein ein-zelnes Auto vom Band rollen kann, muss schon heute ein vielfach verflochtenes Netzwerk internationaler Lieferanten koordiniert werden, die die einzelne Bauteile per Schiff, Bahn und lkw zum Werk bringen.

Weltsprache für WertschöpfungsnetzeDas Ergebnis des Projekts ist ein sogenannter Infobroker, der erstmals eine

Weltsprache für ein globales Wertschöpfungsnetzwerk gefunden hat, das soge-nannte Automotive Business Vocabulary, mithilfe dessen sich die Ereignisse im Infobroker nahezu in Echtzeit auswerten lassen. Assistenzsysteme gleichen Plan- und Echtdaten miteinander ab und geben im Fall von Abweichungen auch Handlungsempfehlungen. So können Hersteller und Lieferanten schnell und flexibel auf den raschen Wandel der Märkte reagieren.

Basierend auf diesen Forschungsergebnissen hat das Technologie- und Dienstleistungsunternehmen Bosch seine physischen Warenströme voll-ständig digitalisiert. Dafür ist der Konzern kürzlich mit dem Logistik Award des Verbands der deutschen Automobilindustrie (vda) ausgezeich-net worden. Seine Lieferketten können nun virtuell abgebildet werden – unternehmensübergreifend und in Echtzeit. In der Pilotanwendung im saarländischen Homburg konnte Bosch die Effizienz der Logistik so um rund zehn Prozent steigern.

Produktion optimiert sich selbstUnd das ist erst der Anfang. Die von intelligenten Algorithmen aufge-zeigten Zusammenhänge und Wirkungsmechanismen helfen bei der

weiteren Optimierung von Produktion und Liefernetz. „Der Produktionsprozess op-timiert sich selbst. Neue Daten führen zu neuen Erkenntnissen. Neue Erkenntnisse führen zur Verbesserung des Systems. Das nun verbesserte System führt wiederum zu neuen Daten. Aus Daten wird Wissen, aus Wissen wird Nutzen. Der Verbesse-rungskreislauf ist geschlossen”, erklärt Bosch-Projektleiter Andreas Müller.

Durch die Standardisierung von Da-tenströmen über Unternehmensgrenzen hinweg ist es möglich, weitere Geschäfts-partner wie Kunden und Zulieferer in die Prozessoptimierung einzubeziehen. „Ver-netzte und damit intelligente Produkti-on und Logistik rücken ein Stück näher, wenn Material- und Informationsflüsse durchgängig über Unternehmensgrenzen hinweg gestaltet werden können”, be-

gründete der Jury-Vorsitzende Prof. Wolfgang Stölzle von der Universi-tät St. Gallen das Urteil des Expertengremiums.

Effizienzgewinne für viele BranchenInteressant sind die Ergebnisse des ran-Forschungsprojekts damit

für viele Branchen. Der Infobroker lässt sich an die jeweiligen Partner im Wertschöpfungsprojekt anpassen. Die große Herausforderung be-steht jedoch darin, sich auf standardisierte Prozessbausteine zu eini-gen. Ein globales Liefernetz muss sozusagen lernen, eine gemeinsa-me Sprache zu sprechen. Gelingt das, reduzieren sich Suchaufwände und Fehlerfolgekosten. Produktionsausfälle in einem Werk können schneller und besser aufgefangen werden und einzelne Serien lassen sich bei Qualitätsproblemen leichter rückverfolgen.

Aktuelle Projekte der Förderinitiative „Autonomik für die Industrie 4.0“ planen, in Zukunft nicht nur Bus, Schiff und Bahn für die Unter-nehmenslogistik einzuspannen, sondern auch autonome Flugrobo-ter. Inventairy – so nennt sich das Projekt, in dem die Mini-Drohnen lernen sollen, Lagerbestände automatisch zu lokalisieren und zu in-ventarisieren.

Nicht nur Flugzeuge, auch andere Transportfahrzeuge sollen sich in den Fabrikhallen künftig alleine zurechtfinden. „ftf OutOfThe-Box“ führt das Vorgängerprojekt „SaLsA“ fort und bringt den fahrer-losen Fahrzeugen das Sehen, Hören und Denken bei. Sie sollen künf-tig auch Sprache und Gesten der Werksarbeiter verstehen, so dass ein Fingerzeig genügt, damit der intelligente Gabelstapler weiß, wie er weiterarbeiten soll. ●

autonomik

Forschung für die Fabrik der ZukunftVon Claudia König

Die Industrie 4.0 kann schon heute mehr, als viele meinen. In der Förderreihe „Autonomik“ bereiten Wissenschaft und Unternehmen die vierte industrielle Revolution schon seit Jahren vor. Während die einen dank der Erkenntnisse ihre Liefernetze in Echtzeit optimieren, spielen andere bereits mit dem Gedanken, ihre Produktion von Asien in die Hochlohnländer zurückzuverlagern.

Branchen die am stärksten von Industrie 4.0 profitieren werden

Automobilbau 65 65 65

Maschinenbau 55 54 56

Elektrotechnik 48 46 49

itk-Branche 31 33 31

Chemische Industrie 17 25 12 total

Hochschulen Unternehmen(in %)

Quelle: vde Trendreport, 2013

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18 best practices

werbebeitrag – messeporträt

Der Weg zur Fabrik der Zukunft führt über Hannover

Mit dem Motto „Integrated Industry – NEXT STEPS“ besetzt die HANNOVER MESSE das zentrale Zukunftsthema der Industrie und beschreibt die nächsten Schritte in Richtung der intelligenten, sich selbst organisierenden Fabrik.

Die Industrie verändert sich rasend schnell – mit weitreichenden Folgen. „Das laufende Jahr wird von einem Au-tomatisierungsschub in der industriel-len Produktion und der bevorstehenden Transformation der weltweiten Ener-giesysteme geprägt“, sagt Dr. Jochen Köckler, Mitglied des Vorstandes der Deutschen Messe AG. „Unternehmen

stehen vor der Herausforderung, ihre Produkte immer effizienter zu produzie-ren, um zukunftsfähig zu bleiben. Dazu investieren sie in die neueste Automati-

sierungstechnik. Gleichzeitig muss eine wettbewerbsfähige Energieversorgung gesichert werden. Die Antworten auf diese Herausforderungen zeigen die füh-renden Anbieter von Automatisierungs-technik und Energietechnologien auf der HANNOVER MESSE 2014.“

Mit den Schwerpunkten Industrieau-tomation & IT, Energie- & Umwelttechnik, Industrielle Zulieferung sowie Forschung und Entwicklung, dem Leitthema „Integ-rated Industry – NEXT STEPS“ und dem Partnerland Holland ist die weltweit wichtigste Industriemesse die zentrale Zukunftsplattform für internationale Ent-scheidungsträger aus dem produzieren-den Gewerbe und der Energiewirtschaft. Köckler: „Wer sein Unternehmen wettbe-werbsfähig für die Zukunft aufstellen will, kommt an der HANNOVER MESSE nicht vorbei. Der Weg zur Fabrik der Zukunft führt über Hannover.“

www.hannovermesse.de

werbebeitrag – portrait

Industrielle (R)Evolution

Interoperability ist für Industrie 4.0 ge-löst. Die kostenlose Broschüre ist in Zu-sammenarbeit von Forschung & Lehre, Verbänden, Industrieanbietern und An-wendern entstanden und zeigt damit bereits die breite Akzeptanz und das Potential der Technologie OPC-Unified Architecture (OPC-UA). Aufgezeigt wird, wie OPC-UA als internationaler Technolo-gie-Standard für vertikale und horizonta-le Kommunikation die notwendige Intero-perabilität liefert, um Geräte und Dienste unterschiedlicher Hersteller miteinander kommunizieren zu lassen. Die notwendi-ge Security ist Bestandteil des plattform-, sprach und firmenunabhängigen interna-tionalen IEC62541-Standards.

Mit OPC-UA stehen breite Anwen-dungsmöglichkeiten zur Verfügung, die-se sind, neben der klassischen Automati-sierungswelt, auch außerhalb universell einsetzbar: integriert im kleinsten Sensor oder im Bereich Smart Metering, bis in die IT-Enterprise- und Cloud-Ebene.

IT meets AutomationDie Interaktion zwischen der IT- und

der Automatisierungswelt ist sicher nicht revolutionär; mit Industrie 4.0 und der Standardisierung wird sich aber die strikte Trennung der Automatisie-rungsebenen aufweichen und vermi-schen. In einer intelligenten Vernetzung kann jedes Gerät oder jeder Dienst eigenständig eine Kommunikation zu anderen Diensten bis in die Cloud initi-ieren. Dabei ist Connectivity nicht aus-reichend; vielmehr ist semantische Inter- operabilität, gekoppelt mit Security und Zugriffsmechanismen, gefordert – und mit OPC-UA umsetzbare Realität. Unter dem Motto „IT meets Automation“ findet am 14./15.Mai 2014 der OPC-Day Europe statt, spannende Verträge berichten über den Status der Umsetzungen.

www.opcfoundation-events.com

Fünf gute Gründe

Wenn Deutschland sich dauerhaft eine Spitzenposition im internationalen Wettbewerb sichern möchte, müssen die Möglichkeiten der Industrie 4.0 frühzeitig erschlossen werden. Die Chancen für die Zukunft sind groß:

Hohe WettbewerbsstärkeDeutschland kann seine Stellung als Leitanbieter für Industrieausrüstungen weiter ausbauen. Vor allem die stärkere Vernetzung von Produkten und Maschinen bietet eine gute Startposition, um den Wandel zur Industrie 4.0 aktiv zu begleiten.

Flexible FertigungIn der Industrie 4.0 sind alle Abläufe transparent, so dass Unternehmen jederzeit den Überblick behalten, flexibel agieren und Abläufe schnell anpassen können. Gerade im internationalen Wettbewerb ist es entscheidend, schnell auf Verände-rungen zu reagieren.

Individuelle ProduktionAuf individuelle Kundenwünsche kann rasch reagiert werden. Umständliches Um-programmieren der Maschinen wird nicht mehr nötig sein. Selbst die Produktion von Einzelstücken und Kleinstmengen kann damit rentabel werden.

Innovative Geschäftsmodelle Industrie 4.0 ermöglicht es, vielfältige Daten zu sammeln, auf Basis derer sich inno-vative Services und Angebote entwickeln lassen. Gerade Start-ups sowie kleine und mittlere Unternehmen mit Ideen können profitieren und sich mit Business-to-Busi-ness-Dienstleistungen am Markt etablieren. 

Neues ArbeitenMit intelligenten Assistenzsystemen können Abläufe genau auf die Belegschaft ab-gestimmt werden. Sie bieten das Potenzial, dass ältere Menschen länger in das Be-rufsleben eingebunden und Beruf und Familie besser in Einklang gebracht werden.

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ProjektmanagerMoritz Duelli [email protected]

RedaktionJens Bartels, Michael Gneuss, Claudia König, Katharina Lehmann, Karl-Heinz Möller, Inken Schönauer, Hartmut Schumacher

Produktion/LayoutAnn-Kathrin Gallheber [email protected]

FotosThinkstock / Getty Images

DruckBVZ Berliner Zeitungsdruck GmbH

V.i.S.d.P.Redaktionelle Inhalte: Michael Gneuss [email protected]

Weitere Informationen:Sascha Bogatzki [email protected]

Reflex Verlag GmbH Hackescher Markt 2–3 D-10178 Berlin T 030 / 200 89 49-0

www.reflex-media.net

Eine Publikation der Reflex Verlag GmbH am 12. März 2014 im Handelsblatt.

Der Reflex Verlag und die Verlagsgruppe Handelsblatt sind rechtlich getrennte und redaktionell unabhängige Unternehmen.

Inhalte von Werbebeiträgen wie Unterneh-mens- und Produktporträts, Interviews, Anzeigen sowie Gastbeiträgen und Fokus-interviews geben die Meinung der beteiligten Unternehmen wieder. Die Redaktion ist für die Richtigkeit der Beiträge nicht verantwortlich. Die rechtliche Haftung liegt bei den jeweiligen Unternehmen.

Der Reflex Verlag greift aktuelle Themen auf, recherchiert zielgruppengenau die Hintergrün-de und den Markt. Ergebnis sind Publikatio-nen, die gespickt sind mit neuesten Daten, Kommentaren und Beiträgen von weltweit angesehenen Experten und Journalisten. Verständlich aufbereitet und sorgfältig recherchiert für Leser, die eine unabhängige Redaktion zu schätzen wissen.

Eine Publikation des Reflex Verlages zum Thema

Herz-Kreislauf

Sie haben es in der HandJeder von uns kann Herz-Kreislauf-

Erkrankungen ein Stück weit den Nährboden entziehen, zum Beispiel durch

gesundes Essen und viel Bewegung. Allerdings müssen Sie eventuell Ihre bisherige Komfortzone verlassen...

Seite 7

Die Medizintechnik steht nicht still

Zum Wohle der Patienten werden ständig neue Diagnostikmethoden entwickelt,

die einen detaillierten Blick auf Gefäße, Muskeln und Blut erlauben – und dadurch

frühzeitige Therapien ermöglichen.

Seite 9

Ran ans HerzSchlägt das Herz nicht mehr im Takt, sind Herzklappen verschlissen oder

Herzkranzgefäße verengt? Kein Problem!

Schließlich stehen für viele Erkrankungen heute technische Wunderwerke zur

Verfügung, die die Leiden verringern.

Seite 10

märz 2014

Unsere nächste Ausgabe

impressum

wir sind dabei

Herz-Kreislauf

Es schlägt 60 bis 80 Mal in der Mi-nute, 100.000 Mal am Tag und er-hält mit unermüdlicher Ausdauer unser Leben: das Herz. Doch nicht immer schlägt unser wichtigs-ter Muskel im Takt – manchmal schleicht, rast oder stolpert er.

Wir schauen uns das Herz- und Kreislaufsystem unseres Körpers einmal genauer an und stellen dar, wie es funktioniert, was alles schiefgehen kann – aber vor allem, wie die moderne Medizin es am laufen hält.

Mehr am 17. März unter anderem im Handelsblatt. Und für alle, die nicht warten möchten, ab dem 16. März in unserer App.

zu guter letzt, aber nicht das letzte. ein kommentar.

Industrie 4.0 – eine Revolution?

Die vierte industrielle Revolution hat begonnen. Revolution? Ein mächtiges Wort. Ist es berechtigt, wenn von Industrie 4.0 die Rede ist? Die Antwort muss leider mit einem etwas unscharfen „jein“ erfolgen. Eine Re-volution meint allgemein einen grundlegenden und nachhaltigen strukturel-len Wandel eines Systems. Soweit trifft das zu. Denn die neuen Technologien werden die Fabriken mas-siv verändern.

Eine Revolution vollzieht sich aber meist

in relativ kurzer Zeit. Die Industrie 4.0 wird Unternehmen jedoch für eine längere Zeit herausfordern. Gerade in Deutschland

werden in den kommenden Jahren noch viele neue Lösungen entstehen – im Zusammenspiel der Ausrüster

und Anwender. Es ist die große Chance,

Leitanbieter und Leitmarkt zugleich zu sein.

Michael Gneuss Chefredakteur

KPMG AG 3Klingelhöferstraße 1810785 [email protected]

Siemens AG 4Wittelsbacherplatz 280333 Mü[email protected]

SAP AG 5Dietmar-Hopp-Allee 1669190 [email protected]

DIN e. V. 7Am DIN-Platz | Burggrafenstraße 610787 [email protected]

DKE – Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE 7Stresemannallee 1560596 Frankfurt am Mainwww.dke.de/industrie4

PricewaterhouseCoopers AG Wirtschaftsprüfungsgesellschafts 7Friedrich-List-Straße 2045128 [email protected]

BITKOM e. V. 8Albrechtstraße 10 A10117 [email protected]

VDMA e. V. 8Lyoner Straße 1860528 Frankfurt am [email protected]

ZVEI - Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V 8Lyoner Straße 960528 Frankfurt am [email protected]

PSI Aktiengesellschafts 9Dircksenstraße 42–4410178 [email protected]

Asseco Solutions AG 10Postfach 41 01 6076201 [email protected]

E2open AG 11An der Raumfabrik 31a76227 [email protected]

FORCAM GmbH 11Bahnhofplatz 188045 [email protected]

GFOS mbH 11Am Lichtbogen 945141 [email protected]

iTAC Softsware AG 13Aubachstrasse 2256410 [email protected]

MPDV Mikrolab GmbH 13Römerring 174821 [email protected]

Datawatch GmbH 14Leopoldstraße 24480807 Mü[email protected]

STIWA Automation GmbH 15Salzburger Straße 524800 Attnang-Puchheim, [email protected]

Bundesverband der Deutschen Industrie e. V. (BDI) 16Breite Straße 2910178 [email protected]

DE softsware & control GmbH 16Mengkofener 2184130 [email protected]

VDI Verein Deutscher Ingenieure e. V. 16VDI-Platz 140468 Dü[email protected]

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